WO2006037363A1 - Vorrichtung und verfahren zum ansteuern einer organischen leuchtdiode - Google Patents

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organic light
emitting diode
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Gerd Bunk
Andreas Heinig
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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for driving an organic light emitting diode, as were ⁇ used in particular for flat displays were ⁇ can.
  • OLED organic light-emitting diode
  • Disadvantages of such displays made of organic light-emitting diodes are life-time problems, which are expressed in decreasing luminous intensity and efficiency.
  • the service life is determined by the decrease in luminous intensity below a certain threshold value.
  • FIG. 5 shows voltage characteristics III, IV, and light intensity characteristics I, II of an organic light-emitting diode over time.
  • the characteristic curve II corresponds to an averaging of the values of the characteristic curve I.
  • the characteristic curve IV corresponds to a mediation of the values of the characteristic curve III.
  • a current flowing through the organic light-emitting diode is kept constant during the time over which the characteristic curves I, II, III, IV were recorded. From FIG. 4 it can be seen that the flux voltage III, IV is increased over time in order to achieve a constant flow current. It is also evident the light intensity I, II is reduced over time with a constant flux current.
  • No. 6456016 describes an operation of a display at low luminous intensities / currents and a stepwise decrease in the luminous intensity during the service life.
  • US 6626717, US 2002 123291 and JP 2002 203672 are concerned with material adaptations for lifetime optimization.
  • US 6414661 and WO 01/63587 are concerned with controlling the pixel current over the lifetime without regulation, and with detecting the luminosity by means of a camera.
  • US 2003 0048243 deals with a drive current adaptation under detection of the ambient temperature and WO 03 34389 deals with a control of the pixel current via correction tables.
  • US 6710548, EP 1231592 and US 2002 105279 describe an integral current determination and a tracking of the OLED voltage.
  • US 6501230 describes an operating hours detection and driver control and WO 02 082416 describes a voltage adaptation over the operating time.
  • WO 01 63587 deals with a detection of the luminous intensity via a CCD camera and a current compensation.
  • the operating options of an OLED described have the disadvantage that the achievable lifetime of the OLED is still low, or that a technically complex to implement device for monitoring and controlling the luminous intensity is required.
  • the present invention provides a device with a normal operating mode and a setting mode for controlling an organic light-emitting diode, with the following features:
  • a driver device which is designed to provide a drive current in the normal operating mode and a predetermined setting current to the organic light-emitting diode in the mode of adjustment;
  • a measuring device which is designed to detect a voltage applied to the organic light emitting diode in the setting mode
  • an adjusting device which is designed to adjust the An ⁇ control current depending on the detected forward voltage according to a setting rule.
  • the present invention further provides a method with a normal operating mode and a setting mode for controlling an organic light-emitting diode, which has the following steps:
  • the present invention is based on the finding that a decreasing luminous intensity and efficiency of an organic light-emitting diode can be compensated by a controlled increase in the on-control current of the individual OLED pixels. Due to the described regulation, the flux current does not remain constant over the life of the OLED, but is continuously increased, if necessary. This causes an increase in the service life, since a corresponding luminous intensity threshold value, which defines an excessively low luminous intensity of the OLED, is reached later.
  • the present invention is a possibility by a pixel-accurate detection of the forward voltage of an OLED pixel in a known drive current and subsequent electronic control of the control of the OLED pixel to postpone the time of reaching the lifetime relevant brightness threshold and thus to improve the life.
  • the basis of the present invention is the characteristic of an organic light-emitting diode shown in FIG. 5, which has a lower efficiency over its lifetime.
  • a current-voltage characteristic is recorded, stored and evaluated over the time of each individual pixel of an OLED display.
  • the drive current is adjusted so that the luminosity of the OLEDs remains constant.
  • each individual pixel can be evaluated to compensate for decreasing luminosity.
  • lifetime data can be stored internally and can be queried later.
  • a flux current of an OLED is not kept constant over the lifetime but increased in order to keep the light intensity of the light emitting diode as constant as possible.
  • the light-emitting diode is set in a setting mode in order to set the flow current as a function of a voltage applied or falling on the light-emitting diode.
  • the adjustment mode can be activated, for example, each time the LED is switched on or, alternatively, activated by a user.
  • the approach according to the invention makes it possible to extend the service life of an OLED until a maximum permissible operating current of the OLED has been reached.
  • a temperature of the organic light-emitting diode is additionally detected and an adjustment of the flow current is carried out as a function of the detected temperature. This allows a more accurate control of the luminous intensity.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device for driving according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of a device for driving a plurality of organic light-emitting diodes according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • 3 shows a block diagram of a device for driving according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a flowchart of a method for driving an organic light-emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a characteristic curve of an organic light-emitting diode according to the prior art.
  • the device for activating has a measuring device 104, an adjusting device 106 and a driver device 108.
  • the device for driving is operable in a normal operating mode and in a setting mode.
  • the driver device 108 sets an adjustment current 110 to the organic light-emitting diode 102.
  • the adjustment current 110 has a predefined value.
  • the measuring device 104 is embodied to detect a forward voltage applied to the organic light-emitting diode 102 when the organic light-emitting diode 102 is operated with the setting current 110.
  • a sensed flux voltage value 114 is provided by the measuring device 104 to the adjusting device 106.
  • the setting device 106 is designed to provide a drive current value 116 to the driver device 108 in accordance with an adjustment specification.
  • the driver 108 provides a drive current 118 to the organic light emitting diode 102.
  • the drive current 118 is set in accordance with the drive current value 116 provided by the setting device 106.
  • the setting mode can be activated periodically, user-defined or depending on an external event.
  • a value of the adjustment current 110 is constant for each activation of the adjustment mode.
  • the value of the flux voltage 112 then depends on the operating time of the organic light-emitting diode 102.
  • the characteristic shown in FIG. 5 is stored in the setting device 106 and makes it possible to allocate one on theistsungskenn ⁇ line III lying Flusslitissevokes to a lying on the light intensity characteristic light intensity value.
  • the setting device 106 is designed to compare the detected value of the forward voltage 114 with the stored voltage characteristic curve III, IV and to subtract from the light intensity characteristic line I, II a light intensity value associated with the detected forward voltage 114.
  • the setting device 106 is further configured to adjust the drive current value 116 in accordance with the detected light intensity of the organic light emitting diode 102. For this purpose, the determined light intensity value is compared with a predefined threshold value. The drive current value 116 can be increased if the determined luminous intensity drops below the predetermined threshold value.
  • the setting device 106 may have an assignment table from which a difference value can be seen directly for a detected flux voltage value 114 by which a current drive current value 116 must be increased so that the light intensity of the OLED remains constant.
  • the setting device 106 may be configured to store detected flux voltage values 114. If a newly detected forward voltage value 114 deviates only slightly or not from a previously detected forward voltage value, the drive current 118 is not changed.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a device for driving according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the device is designed for driving to drive a plurality of display-like arranged organic light-emitting diodes 102.
  • OLED 102 another fifteen OLEDs in the display-like arrangement are shown in FIG.
  • the measuring device 104 is designed to detect the forward voltage 112 of a selected organic light emitting diode 102 and to provide it as a forward voltage value 114 to the setting device 106.
  • a driver device for providing the setting current and the drive current is not shown in FIG. 2 for reasons of clarity.
  • the light-emitting diodes 102 arranged in the manner of a display are contacted via contact lines designated CoI 1...
  • a set current is provided to a selected light-emitting diode 102 via a selected contact line pair during the setting mode.
  • all the OLEDs of the display-type arrangement are successively activated and a drive current value 116 is generated for each OLED.
  • the individual subpixels can also be controlled independently during the setting mode and a color-specific drive current value 116 can be generated for the individual subpixels.
  • the setting device 106 has different Einstell ⁇ characteristics for subpixels of different colors.
  • the value determined in the setting mode is te
  • pixel-specific drive current 118 is provided to the light-emitting diodes 102 of the display-like arrangement.
  • the measuring device 104 has a voltage conversion device 222, an analog-to-digital converter 224, a constant voltage source UBG 226 and a temperature detection device 228.
  • the high-voltage forward voltage 112 of a selected OLED pixel 102 is transformed to a lower voltage 232 and fed to the analog-to-digital converter 224.
  • the voltage conversion device 222 has a first capacitor C, to which the forward voltage 112 is applied, and a second capacitor 5C, from which the transformed voltage 232 is tapped.
  • the temperature detection device 228 is designed to detect the temperature of the light emitting diodes 102 or an ambient temperature and to provide a temperature signal 234 to the analog-to-digital converter 224.
  • the analog-to-digital converter 224 is designed to selectively scan the temperature signal 234 or the signal of the transformed voltage 232.
  • the analog-to-digital converter 224 is controlled by a control signal 236 of the setting device 106. Depending on the control signal 236, the analog-to-digital converter 224 controls the voltage conversion device 222 via a second control signal 238.
  • the digital values of the analog-to-digital converter then reach the setting device 106, which in this embodiment is a display controller ,
  • the setting device 106 is designed to store and correct the values obtained by the analog-to-digital converter.
  • the adjusting device 106 additionally receives a detected temperature value from the measuring device 104 in addition to the detected forward voltage 114 due to the temperature detection device 228.
  • the measuring device 104 is designed to sequentially detect flow voltages 112 of the individual diodes 102 of the display during the setting mode.
  • the device for activating a selection device consisting of a Pixelaus incheseinrich ⁇ device 242 and a multiplexer 244 on.
  • the pixel selector 242 is driven by a Col selection signal 246 and a row selection signal 248 by the setting device 106.
  • a forward voltage of a light-emitting diode 102 selected by the pixel selector 242 is provided by the multiplexer 244 to the measuring device 104.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a device for controlling an organic light-emitting diode according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows the driver device 108 for providing an adjustment current in the adjustment mode and a control current in the normal operating mode on the contact lines Row 1... 64, CoI 1.
  • the controller 106 is connected to a reset device 352 which triggers a power-on reset and provides it to the controller. The power on reset can be used to activate the setting mode.
  • a reference current source 354 three reference currents for the three primary colors red, green and blue of the organic light emitting diodes are provided to a second multiplexer device 356, which is also driven by the control device 106 and provides three multiplexed signals 358 to the driver device 106.
  • a voltage source 362 three voltages U R , U 6 , U B are provided to the driver device 108.
  • the setting device in the form of the control device 106 provides the drive current value 116 to the driver device 108.
  • the analog-digital converter 224 As components of the measuring device 104, the analog-digital converter 224, the constant Voltage source 226 for providing a Referenzspan ⁇ voltage and the temperature measuring device 228 shown. A forward voltage detected by the measuring device or a detected temperature are provided in this exemplary embodiment via a bidirectional signal 314 to the setting device 106.
  • the setting device 106 has an interface 372 via which both data and functional instructions can be provided to the setting device 106. For example, a user can set the device for activating via the interface 372 into the setting mode.
  • temperature values or determined control current values 116 detected via the interface 372, for example detected flux voltage values 114, can be read out of the setting device.
  • configuration data can be written into the setting device 106 via the interface 372.
  • an original OLED characteristic can be replaced by a new characteristic or the threshold for a minimum luminous intensity can be adjusted.
  • the adjusting device has a mode device (not shown in the figures) which is designed to set the device for driving in response to a setting event in the setting mode and, in response to an adjustment of the adjusting current, the device for driving in the normal operating mode.
  • the setting event can be the triggering of a reset or an instruction from a user.
  • the setting mode of the organic light emitting device driving device is activated.
  • the driver device in a second step 492 provides the setting current to the OLED.
  • the forward voltage applied to the OLED is measured by the measuring device.
  • the adjustment device sets the drive current value of the OLED for normal operation of the OLED in accordance with an adjustment rule.
  • the normal operating mode of the device for driving the OLED is activated in a sixth step 495.
  • the drive current set during the set-up mode is provided to the OLED in a seventh step 497 during the normal operating mode.
  • the drive current can represent a maximum drive current for the OLED or alternatively a drive current for a desired gray level of the OLED.
  • the OLED can also be operated with a lower driver current during the normal operating mode.
  • a lower drive current is based on the last determined drive current. This ensures that the brightness can be kept constant even at lower brightness levels over the lifetime.
  • a ratio of a currently set drive current and the drive current set in the case of the original reference to the OLED can be taken as a guide for lower drive currents.
  • a drive voltage for driving the OLED could also be set in accordance with the approach according to the invention.
  • the devices shown for driving an organic light emitting diode allow an increase in the life of OLED displays by controlling the drive current.
  • a measured forward voltage of the OLED is used.
  • a measurement of the forward voltage takes place via an integrated analog-to-digital converter.
  • the inventive approach enables selective detection of the voltage-current-time characteristic of each individual pixel.
  • This voltage-current-time characteristic of each individual pixel can be stored in a nonvolatile memory (not shown in the figures).
  • the drive current of the OLED is regulated during normal operation. The algorithm is based on a current-voltage diagram stored in the device for driving.
  • the device according to the invention or the method according to the invention has been described using the example of an organic light-emitting diode. It is clear that the approach according to the invention can be used both for a single OLED and for a plurality of OLEDs arranged, for example, in a display. Furthermore, the inventive approach is not limited to organic light-emitting diodes but can be used to control any other elements that have a comparable voltage-current intensity-time characteristic.
  • the driving method according to the invention can be implemented in hardware or in software.
  • the implementation can be carried out on a digital storage medium, in particular a floppy disk or CD with electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable computer system in such a way that the corresponding method is executed.
  • the invention thus also consists in a computer program product with a program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method according to the invention, when the computer program product runs on a computer.
  • the invention can thus be described as a computer program with a nem program code for performing the method can be realized when the computer program ab ⁇ runs on a computer.

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer organischen Leuchtdiode. Eine Vorrichtung zum Ansteuern einer organischen Leuchtdiode (102) mit einem Normalbetriebsmodus und einem Einstellmodus weist eine Treibereinrichtung (108) zum Bereitstellen eines Ansteuerstroms (118) in dem Normalbetriebsmodus und eines Einstellstroms (110) in dem Einstellmodus. Ferner weist die Vorrichtung zum Ansteuern eine Messeinrichtung (104) zum Erfassen einer an der OLED (102) im Einstellmodus anliegenden Flussspannung (112) und eine Einstelleinrichtung (106), zum Einstellen des Ansteuerstroms (118) abhängig von der erfassten Flussspannung (112) gemäß einer Einstellvorrichtung auf.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum Ansteuern einer organischen Leuchtdiode
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ansteuern einer organischen Leuchtdi- ode, wie sie insbesondere für Flachdisplays eingesetzt wer¬ den kann.
Auf der Basis organischer Leuchtdioden OLED (OLED; OLED = organic light emitting diode) können neuartige Flachdis- plays mit vielen Vorteilen verwirklicht werden. Zu den Vor¬ teilen der OLEDs gehört die Möglichkeit einer großflächigen Abscheidung der organischen Leuchtdioden auf verschiedenen Substraten, die selbstleuchtenden Eigenschaften die sehr dünne Displays ermöglichen, eine hohe Unabhängigkeit vom Blickwinkel und die potenziell hohe Effizienz solcher Dis¬ plays.
Nachteile solcher Displays aus organischen Leuchtdioden sind Lebensdauerprobleme, die sich in nachlassender Leucht- stärke und Effizienz ausdrücken. Die Lebensdauerzeit ermit¬ telt sich aus dem Absinken der Leuchtstärke unter einem be¬ stimmten Schwellwert.
Fig. 5 zeigt Spannungskennlinien III, IV, und Lichtintensi- tätskennlinien I, II einer organischen Leuchtdiode über die Zeit. Die Kennlinie II entspricht einer Mittelung der Werte der Kennlinie I. Die Kennlinie IV entspricht einer Mitte¬ lung der Werte der Kennlinie III. Ein durch die organische Leuchtdiode fließender Strom wird während der Zeit, über der die Kennlinien I, II, III, IV aufgenommen wurden, kon¬ stant gehalten. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass die Fluss¬ spannung III, IV über die Zeit erhöht wird um einen kon¬ stanten Flussstrom zu erreichen. Ebenso ist ersichtlich, dass sich die Lichtintensität I, II bei konstantem Fluss¬ strom über die Zeit reduziert.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Lösungen zum Betrieb von organischen Leuchtdioden bekannt. US 6456016 beschreibt einen Betrieb eines Displays bei niedrigen Leuchtstär¬ ken/Strömen und einer schrittweisen Senkung der Leuchtin¬ tensität während der Lebensdauer. US 6626717, US 2002 123291 und JP 2002 203672 befassen sich mit Materialanpas- sungen zur Lebensdaueroptimierung. US 6414661 und WO 01/63587 befassen sich mit einer Steuerung des Pixelstromes über die Lebensdauer ohne Regelung, und einer Erfassung der Leuchtstärke mittels Kamera. US 2003 0048243 befasst sich mit einer Treiberstromanpassung unter Erfassung der Umge- bungstemperatur und WO 03 34389 befasst sich mit einer Steuerung des Pixelstromes über Korrekturtabellen. US 6710548, EP 1231592 und US 2002 105279 beschreiben eine integrale Strombestimmung und eine Nachführung der OLED- Spannung. US 6501230 beschreibt eine Betriebsstundenerfas- sung und Treibersteuerung und WO 02 082416 eine Spannungs¬ anpassung über die Betriebszeit. Die WO 01 63587 befasst sich mit einer Erfassung der Leuchtstärke über eine CCD- Kamera und eine Strom-Kompensation.
Die beschriebenen Betriebsmöglichkeiten einer OLED haben den Nachteil, dass die erreichbare Lebensdauer der OLED nach wie vor gering ist, bzw. dass eine technisch aufwändig zu realisierende Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung der Leuchtstärke erforderlich ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor¬ richtung und ein Verfahren zum Ansteuern einer organischen Leuchtdiode zu schaffen, die einen effizienten Betrieb der organischen Leuchtdiode ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Ansteuern ei¬ ner organischen Leuchtdiode gemäß Anspruch 1 und einem Ver- fahren zum Ansteuern einer organischen Leuchtdiode nach An¬ spruch 11 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung, mit ei- nem Normalbetriebsmodus und einem Einstellmodus, zum An¬ steuern einer organischen Leuchtdiode, mit folgenden Merk¬ malen:
einer Treibereinrichtung, die ausgebildet ist, um in dem Normalbetriebsmodus einen Ansteuerstrom und im Einstellmo¬ dus einen vorbestimmten Einstellstrom an die organische Leuchtdiode bereitzustellen;
eine Messeinrichtung, die ausgebildet ist, um im Einstell- modus eine an der organischen Leuchtdiode anliegende Fluss¬ spannung zu erfassen; und
eine Einstelleinrichtung, die ausgebildet ist, um den An¬ steuerstrom abhängig von der erfassten Flussspannung gemäß einer Einstellvorschrift einzustellen.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren, mit einem Normalbetriebsmodus und einem Einstellmodus, zum An¬ steuern einer organischen Leuchtdiode, das folgende Schrit- te aufweist:
a) Bereitstellen eines Einstellstroms an die organische Leuchtdiode in dem Einstellmodus;
b) Erfassen einer an der organischen Leuchtdiode anlie¬ genden Flussspannung im Einstellmodus;
c) Einstellen eines Ansteuerstroms abhängig von der er¬ fassten Flussspannung gemäß einer Einstellvorschrift; und
d) Bereitstellen des Ansteuerstroms an die organischen Leuchtdiode im Normalbetriebsmodus. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine nachlassende Leuchtstärke und Effizienz einer or¬ ganischen Leuchtdiode durch eine geregelte Erhöhung des An- Steuerstromes der einzelnen OLED-Pixel kompensiert werden kann. Aufgrund der beschriebenen Regelung bleibt der Flußstrom über die Lebensdauer der OLED nicht konstant, sondern wird, sofern erforderlich, fortlaufend erhöht. Dies bewirkt eine Erhöhung der Lebensdauer, da ein entsprechen- der Leuchtstärken-Schwellwert, der eine zu schwache Leucht¬ stärke der OLED definiert, später erreicht wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Möglichkeit durch eine pixelgenaue Erfassung der Flussspannung eines OLED-Pixels bei einem bekannten Treiberstrom und einer nachfolgenden elektronischen Regelung der Ansteuerung des OLED-Pixels, den Zeitpunkt des Erreichens des Lebensdauer¬ relevanten Helligkeitsschwellwertes hinauszuschieben und damit die Lebensdauer zu verbessern.
Grundlage der vorliegenden Erfindung bildet die in Fig. 5 gezeigte Charakteristik einer organischen Leuchtdiode, die über ihre Lebensdauer eine geringere Effizienz aufweist. Bei dem erfindungsgemäßen Ansatz wird eine Strom- Spannungscharakteristik über die Zeit jedes einzelnen Pi¬ xels eines OLED-Displays erfasst, gespeichert und ausgewer¬ tet. In einer intermittierend durchlaufenen Regelschleife wird der Ansteuerstrom so angepasst, dass die Leuchtstärke der OLEDs konstant bleibt.
Durch den erfindungsgemäßen Ansatz kann eine Verbesserung des Lebensdauerverhaltens von OLED-Displays erzielt werden. Insbesondere kann zur Kompensation einer nachlassenden Leuchtstärke jedes einzelne Pixel ausgewertet werden. Zudem lassen sich Lebensdauerdaten intern speichern und können später abgefragt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Flussstrom einer OLED über die Lebensdauer nicht konstant gehalten sondern erhöht, um die Lichtintensität der Leuchtdiode nach Mög¬ lichkeit konstant zu halten. Gemäß einem Ausführungsbei- spiel wird die Leuchtdiode in einen Einstellmodus versetzt, um den Flussstrom abhängig von einer an der Leuchtdiode an¬ liegenden bzw. abfallenden Spannung einzustellen. Durch ei¬ nen Vergleich der erfassten Spannung mit einer gespeicher¬ ten Spannungskennlinie der Leuchtdiode kann auf die Leucht- intensität zurückgeschlossen werden und dementsprechend der Flussstrom eingestellt werden, wenn die Leuchtintensität zu weit abgesunken ist. Der Einstellmodus kann beispielsweise bei jedem Einschaltvorgang der Leuchtdiode aktiviert werden oder alternativ durch einen Benutzer aktiviert werden. Der erfindungsgemäße Ansatz ermöglicht die Verlängerung der Le¬ bensdauer einer OLED solange bis ein maximal zulässiger Be¬ triebsstrom der OLED erreicht ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird zusätzlich eine Temperatur der organischen Leuchtdiode erfasst und ei¬ ne Einstellung des Flussstromes abhängig von der erfassten Temperatur durchgeführt. Dies ermöglicht eine genauere Re¬ gelung der Leuchtintensität.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Ansteu- ern gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorlie¬ genden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Ansteu¬ ern einer Mehrzahl organischer Leuchtdioden gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegen¬ den Erfindung; Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Ansteu¬ ern gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 Ablaufdiagramm eines Verfahren zum Ansteuern ei¬ ner organischen Leuchtdiode gemäß einem Ausfüh¬ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 5 eine Kennlinien-Charakteristik einer organischen Leuchtdiode gemäß dem Stand der Technik.
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausfüh¬ rungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen ver¬ wendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum An- steuern einer organischen Leuchtdiode 102 gemäß einem Aus¬ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrich¬ tung zum Ansteuern weist eine Messeinrichtung 104, eine Einstelleinrichtung 106 und eine Treibereinrichtung 108 auf. Die Vorrichtung zum Ansteuern ist in einem Normalbe- triebsmodus und in einem Einstellmodus betreibbar.
In dem Einstellmodus stellt die Treibereinrichtung 108 ei¬ nen Einstellstrom 110 an die organische Leuchtdiode 102 be¬ reit. Der Einstellstrom 110 weist einen vordefinierten Wert auf. Die Messeinrichtung 104 ist ausgebildet um eine an der organischen Leuchtdiode 102 anliegenden Flussspannung 112 zu erfassen, wenn die organische Leuchtdiode 102 mit dem Einstellstrom 110 betrieben wird. Ein erfasster Flussspan- nungswert 114 wird von der Messeinrichtung 104 an die Ein- Stelleinrichtung 106 bereitgestellt. Die Einstelleinrich¬ tung 106 ist ausgebildet, um gemäß einer Einstellvorschrift einen Ansteuerstromwert 116 an die Treibereinrichtung 108 bereitzustellen. Im Normalbetriebsmodus stellt die Treibereinrichtung 108 einen Ansteuerstrom 118 an die organische Leuchtdiode 102 bereit. Der Ansteuerstrom 118 ist entsprechend dem von der Einstelleinrichtung 106 bereitgestellten Ansteuerstromwert 116 eingestellt.
Der Einstellmodus kann periodisch, benutzerdefiniert oder abhängig von einem externen Ereignis aktiviert werden. Vor- zugsweise ist ein Wert des Einstellstroms 110 bei jeder Ak¬ tivierung des Einstellmodus konstant. Der Wert der Fluss¬ spannung 112 hängt dann von der Betriebszeit der organi¬ schen Leuchtdiode 102 ab. Eine Kennlinie der Flussspannung 112 über der Zeit, bei konstantem Flussstrom 110, ent- spricht somit den in Fig. 5 gezeigten Kennlinien III, IV. In diesem Ausführungsbeispiel ist die in Fig. 5 gezeigte Charakteristik in der Einstelleinrichtung 106 gespeichert und ermöglicht eine Zuordnung eines auf der Spannungskenn¬ linie III liegenden Flussspannungswertes zu einer auf der Lichtintensitätskennlinie liegenden Lichtintensitätswertes. Die Einstelleinrichtung 106 ist ausgebildet, um den erfass- ten Wert der Flussspannung 114 mit der gespeicherten Span¬ nungskennlinie III, IV zu vergleichen und aus der Lichtin- tensitätskennline I, II einen, der erfassten Flussspannung 114 zugeordneten Lichtintensitätswert zu entnehmen. Die Einstelleinrichtung 106 ist ferner ausgebildet, um den An¬ steuerstromwert 116 entsprechend der ermittelten Lichtin¬ tensität der organischen Leuchtdiode 102 einzustellen. Dazu wird der ermittelte Lichtintensitätswert mit einem vorge- gebnen Schwellwert verglichen. Der Ansteuerstromwert 116 kann erhöht werden, wenn die ermittelte Leuchtintensität unter den vorgegebenen Schwellwert sinkt.
Alternativ kann die Einstelleinrichtung 106 eine Zuwei- sungstabelle aufweisen, aus der für einen erfassten Fluss- spannungswert 114 direkt ein Differenzwert ersichtlich ist, um den ein aktueller Ansteuerstromwert 116 erhöht werden muß, damit die Lichtintensität der OLED konstant bleibt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Einstelleinrich¬ tung 106 ausgebildet sein, um erfasste Flussspannungswerte 114 zu speichern. Weicht ein neu erfasster Flussspannungs- wert 114 nicht oder nur geringfügig von einem zuvor erfass- ten Flussspannungswert ab, so wird der Ansteuerstrom 118 nicht verändert.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum An- steuern gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vor¬ liegenden Erfindung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung zum Ansteuern ausgebildet, um eine Mehrzahl von displayartig angeordneten organischen Leuchtdioden 102 anzusteuern. Neben der bezeichneten OLED 102, sind in Fig. 2 weitere fünfzehn OLEDs in der displayartigen Anordnung gezeigt. Die Messeinrichtung 104 ist ausgebildet um die Flussspannung 112 einer ausgewählten organischen Leuchtdio¬ de 102 zu erfassen und als Flussspannungswert 114 an die Einstelleinrichtung 106 bereitzustellen. Eine Treiberein- richtung zum Bereitstellen des Einstellstromes sowie des Ansteuerstromes ist in Fig. 2 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt. Die displayartig angeordneten Leuchtdioden 102 sind über mit CoI 1 ... 128 und Row 1 ... 64 bezeichne¬ te Kontaktleitungen kontaktiert. Über ein ausgewähltes Kon- taktleitungspaar wird während des Einstellmodus ein Ein¬ stellstrom an eine ausgewählte Leuchtdiode 102 bereitge¬ stellt. Während des Einstellmodus werden nacheinander alle OLEDs der displayartigen Anordnung angesteuert und es wird ein Ansteuerstromwert 116 für jede OLED generiert. Weist eine OLED unterschiedliche Subpixel für unterschiedliche Grundfarben auf, so können die einzelnen Subpixel ebenfalls unabhängig während des Einstellmodus angesteuert werden und ein farbspezifischer Ansteuerstromwert 116 für die einzel¬ nen Subpixel generiert werden. Vorteilhafterweise weist die Einstelleinrichtung 106 unterschiedliche Einstell¬ charakteristiken für Subpixel unterschiedlicher Farben auf. Im Normalbetriebsmodus wird der im Einstellmodus ermittel- te, pixelspezifische Ansteuerstrom 118 an die Leuchtdioden 102 der displayartigen Anordnung bereitgestellt.
Die Messeinrichtung 104 weist eine Spannungsumwandlungsein- richtung 222, einen Analog-Digital-Wandler 224, eine Kon- stantspannungsquelle UBG 226 und eine Temperaturerfas¬ sungseinrichtung 228 auf. In der Spannungsumwandlungsein- richtung 222 wird die Hochvolt-Flussspannung 112 eines aus¬ gewählten OLED-Pixels 102 auf eine geringere Spannung 232 transformiert und dem Analog-Digital-Wandler 224zugeführt. Die Spannungsumwandlungseinrichtung 222 weist einen ersten Kondensator C, an dem die Flussspannung 112 anliegt und ei¬ nen zweiten Kondensator 5C von dem die transformierte Span¬ nung 232 abgegriffen wird auf. Die Temperaturerfassungsein- richtung 228 ist ausgebildet um die Temperatur der Leucht¬ dioden 102 oder eine Umgebungstemperatur zu erfassen und ein Temperatursignal 234 an den Analog-Digital-Wandler 224 bereitzustellen. Der Analog-Digital-Wandler 224 ist ausge¬ bildet um wahlweise das Temperatursignal 234 oder das Sig- nal der transformierten Spannung 232 abzutasten. Der Ana¬ log-Digital-Wandler 224 wird von einem Steuersignal 236 der Einstelleinrichtung 106 gesteuert. Abhängig von dem Steuer¬ signal 236 steuert der Analog-Digital-Wandler 224 über ein zweites Steuersignal 238 die Spannungsumwandlungseinrich- tung 222. Die digitalen Werte des Analog-Digital-Wandlers gelangen dann zur Einstelleinrichtung 106, die in diesem Ausführungsbeispiel ein Display-Controller ist. Die Ein¬ stelleinrichtung 106 ist ausgebildet um die von dem Analog- Digital-Wandler erhaltenen Werte zu speichern und zu korri- gieren. In diesem Ausführungsbeispiel erhält die Einstell¬ einrichtung 106 aufgrund der Temperaturerfassungseinrich¬ tung 228 neben der erfassten Flussspannung 114 zusätzlich einen erfassten Temperaturwert von der Messeinrichtung 104. Dies erhöht die Einstellgenauigkeit für den Ansteuerungs- ström 118, da die Leuchtintensität einer OLED 102 tempera¬ turabhängig ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Messeinrichtung 104 ausgebildet, um während des Einstellmodus nacheinander Flussspannungen 112 der einzelnen Dioden 102 des Displays zu erfassen. Dazu weist die Vorrichtung zum Ansteuern eine Auswahleinrichtung bestehend aus einer Pixelauswahleinrich¬ tung 242 und einem Multiplexer 244 auf. Entsprechend der Adressierung einer Leuchtdiode 102 über eine Col-Leitung und eine Row-Leitung wird die Pixelauswahleinrichtung 242 mit einem Col-Auswahlsignal 246 und einem Row-Auswahlsignal 248 von der Einstelleinrichtung 106 angesteuert. Eine Flussspannung einer von der Pixelauswahleinrichtung 242 ausgewählten Leuchtdiode 102 wird von der Multiplexerein- richtung 244 an die Messeinrichtung 104 bereitgestellt.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum An¬ steuern einer organischen Leuchtdiode gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich zu Fig. 2 ist Fig. 3 die Treibereinrichtung 108 zum Bereit¬ stellen eines Einstellstroms im Einstellmodus und eines An- Steuerstroms im Normalbetriebsmodus auf den Kontaktierungs- leitungen Row 1 ... 64, CoI 1 ... 128, gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 106 mit einer Reseteinrichtung 352 verbunden, die einen Power-On-Reset auslöst und an die Steuereinrichtung bereitstellt. Der Po- wer-On-Reset kann genutzt werden um den Einstellmodus zu aktivieren. Von einer Referenzstromquelle 354 werden drei Referenzströme für die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau der organischen Leuchtdioden an eine zweite Multiplexerein- richtung 356 bereitgestellt, die ebenfalls von der Steuer- einrichtung 106 angesteuert wird und drei gemultiplexte Signale 358 an die Treibereinrichtung 106 bereitstellt. Von einer Spannungsquelle 362 werden drei Spannungen UR, U6, UB an die Treibereinrichtung 108 bereitgestellt. Die Einstell¬ einrichtung in Form der Steuereinrichtung 106 stellt den Ansteuerstromwert 116 an die Treibereinrichtung 108 bereit.
Als Bestandteile der Messeinrichtung 104 sind in Fig. 3 schematisch der Analog-Digital-Wandler 224, die Konstant- Spannungsquelle 226 zur Bereitstellung einer Referenzspan¬ nung und die Temperaturmesseinrichtung 228 gezeigt. Eine von der Messeinrichtung erfasste Flussspannung bzw. eine erfasste Temperatur werden in diesem Ausführungsbeispiel über ein bidirektionales Signal 314 an die Einstelleinrich¬ tung 106 bereitgestellt.
Die Einstelleinrichtung 106 weist in diesem Ausführungsbei¬ spiel eine Schnittstelle 372 auf, über die sowohl Daten als auch Funktionsanweisungen an die Einstelleinrichtung 106 bereitgestellt werden können. Beispielsweise kann ein Be¬ nutzer die Vorrichtung zum Ansteuern über die Schnittstelle 372 in den Einstellmodus versetzen.
Ferner können über die Schnittstelle 372 Daten, beispiels¬ weise erfasste Flussspannungswerte 114, erfasste Tempera¬ turwerte oder ermittelte Ansteuerstromwerte 116 aus der Einstelleinrichtung ausgelesen werden.
Zusätzlich können Konfigurationsdaten über die Schnittstel¬ le 372 in die Einstelleinrichtung 106 geschrieben werden. Beispielsweise kann eine ursprüngliche OLED-Charakteristik durch eine neue Charakteristik ausgetauscht werden oder der Schwellwert für eine Mindest-Leuchtintensität angepasst werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weis die Einstelleinrich¬ tung eine Moduseinrichtung (nicht gezeigt in den Figuren) auf, die ausgebildet ist, um die Vorrichtung zum Ansteuern ansprechend auf ein Einstellereignis in dem Einstellmodus zu versetzen und ansprechend auf eine Einstellung des Ein¬ stellstroms die Vorrichtung zum Ansteuern in dem Normalbe¬ triebsmodus zu versetzen. Bei dem Einstellereignis kann es sich um die Auslösung eines Resets oder einer Anweisung ei- nes Benutzers handeln.
Anhand von Fig. 4 wird im Folgenden ein Verfahren zum An¬ steuern einer organischen Leuchtdiode beschrieben. In einem ersten Schritt 491 wird der Einstellmodus der Vorrichtung zum Ansteuern einer organischen Leuchtdiode aktiviert. Nach der Aktivierung des Einstellmodus stellt die Treiberein¬ richtung in einem zweiten Schritt 492 den Einstellstrom an die OLED bereit. In einem dritten Schritt 493 wird die an der OLED anliegende Flussspannung von der Messeinrichtung gemessen. In einem fünften Schritt 494 stellt die Einstell¬ einrichtung gemäß einer Einstellvorschrift den Ansteuer¬ stromwert der OLED für den Normalbetrieb der OLED ein. Nach einem Einstellen des Ansteuerstroms erfolgt in einem sechs¬ ten Schritt 495 ein Aktivieren des Normalbetriebsmodus der Vorrichtung zum Ansteuern der OLED. Der während des Ein¬ stellmodus eingestellte Ansteuerstrom wird in einem siebten Schritt 497 während des Normalbetriebsmodus an die OLED be- reitgestellt.
Der Ansteuerstrom kann dabei einen maximalen Treiberstrom für die OLED oder alternativ einen Treiberstrom für eine gewünschte Graustufe der OLED darstellen. Zur Farbabstufung bzw. Helligkeitsabstufung der OLED kann die OLED während des Normalbetriebsmodus auch mit einem geringeren Treiber¬ strom betrieben werden. Ein solcher niedrigerer Treiber¬ strom orientiert sich jedoch an dem zuletzt ermittelten An¬ steuerstrom. Somit ist gewährleistet, dass die Helligkeit auch bei niedrigeren Helligkeitsstufen über die Lebensdauer konstant gehalten werden kann. Als Anhaltspunkt für niedri¬ gere Ansteuerströme kann beispielsweise ein Verhältnis aus einem aktuell eingestellten Ansteuerstrom und dem bei der ursprünglichen Inbezugnahme der OLED eingestellten Ansteu- erstrom genommen werden.
Anstelle des Ansteuerstroms könnte auch eine Ansteuerspan¬ nung zur Ansteuerung der OLED gemäß dem erfindungsgemäßen Ansatz eingestellt werden.
Die gezeigten Vorrichtungen zum Ansteuern einer organischen Leuchtdiode ermöglichen eine Erhöhung der Lebensdauer von OLED-Displays durch eine Regelung des Ansteuerstromes. Als Basis der Regelung wird eine gemessene Flussspannung der OLED genutzt. Eine Messung der Flussspannung erfolgt über einen integrierten Analog-Digital-Umsetzer. Der erfindungs¬ gemäße Ansatz ermöglicht eine selektive Erfassung der Span- nungs-Strom-Zeit-Charakteristik jedes einzelnen Pixels. Diese Spannungs-Strom-Zeit-Charakteristik jedes einzelnen Pixels kann einem nichtflüchtigen Speicher (nicht gezeigt in den Figuren) gespeichert werden. Basierend auf einem Al¬ gorithmus zur Auswertung der Spannungs-Strom-Zeit- Charakteristik erfolgt eine Regelung des Treiberstromes der OLED im Normalbetrieb. Der Algorithmus basiert auf einem in der Vorrichtung zum Ansteuern abgelegtem Strom- Spannungsdiagramm.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren wurde am Beispiel einer organischen Leuchtdiode beschrieben. Es ist klar, dass der erfindungsgemäße Ansatz sowohl für eine einzelne OLED als auch für eine Mehrzahl beispielsweise in einem Display angeordneter OLEDs einge- setzt werden kann. Ferner ist der erfindungsgemäße Ansatz nicht auf organische Leuchtdioden beschränkt sondern kann zur Ansteuerung beliebiger anderer Elemente genutzt werden, die eine vergleichbare Spannungs-Strom-Intensitäts-Zeit- Charakteristik aufweisen.
Abhängig von den Gegebenheiten kann das erfindungsgemäße Ansteuerverfahren in Hardware oder in Software implemen¬ tiert werden. Die Implementation kann auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder CD mit e- lektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken kön¬ nen, dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. All¬ gemein besteht die Erfindung somit auch in einem Computer- Programm-Produkt mit einem auf einem maschinenlesbaren Trä- ger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computer-Programm-Produkt auf einem Rechner abläuft. In anderen Worten ausgedrückt kann die Erfindung somit als ein Computer-Programm mit ei- nem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens realisiert werden, wenn das Computer-Programm auf einem Computer ab¬ läuft.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung mit einem Normalbetriebsmodus und einem Einstellmodus zum Ansteuern einer organischen Leucht¬ diode (102), mit folgenden Merkmalen:
einer Treibereinrichtung (108), die ausgebildet ist, um in dem Normalbetriebsmodus einen Ansteuerstrom (118) und im Einstellmodus einen vorbestimmten Ein¬ stellstrom (110) an die organische Leuchtdiode (102) bereitzustellen;
eine Messeinrichtung (104), die ausgebildet ist, um im Einstellmodus eine an der organischen Leuchtdiode an¬ liegende Flussspannung (112) zu erfassen; und
eine Einstelleinrichtung (106) , die ausgebildet ist, um den Ansteuerstrom (118) abhängig von der erfassten Flussspannung (112) gemäß einer Einstellvorschrift einzustellen.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einstellein- richtung (106) eine vordefinierte Spannungs-Strom- Charakteristik: der organischen Leuchtdiode (102) auf¬ weist, und wobei die Einstellvorschrift eine gemäß der Spannungs-Strom-Charakteristik vordefinierte Zuweisung von erfassten Flussspannungswerten (114) zu Ansteuer- stromwerten (116) ist.
3. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Einstelleinrichtung (106) ferner eine Speicherein¬ richtung aufweist, die ausgebildet ist, um einen ers- ten erfassten Flussspannungswert der organischen Leuchtdiode (102) zu speichern, und wobei die Ein¬ stelleinrichtung ausgebildet ist, um abhängig von ei¬ nem Vergleich eines zweiten erfassten Flussspannungs- wertes (114) mit dem gespeicherten ersten erfassten Flussspannungswert den Ansteuerstrom (118) einzustel¬ len.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Speicherein¬ richtung eine Schnittstelle (372) aufweist und ausge¬ bildet ist, um erfasste Flussspannungswerte (114) und Ansteuerstromwerte (116) an der Schnittstelle bereit¬ zustellen.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einer Moduseinrichtung, die ausgebildet ist, um die Vorrichtung zum Ansteuern ansprechend auf ein Ein¬ stellereignis in den Einstellmodus zu versetzen und auf eine Erfassung der Flussspannung (112) durch die Messeinrichtung (104) hin, die Vorrichtung zum Ansteu¬ ern in dem Normalbetriebsmodus zu versetzen.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, ferner mit einer Reset- Einrichtung (352), die ausgebildet ist, um die Vor¬ richtung zum Ansteuern in einen definierten Ursprungs¬ zustand zu versetzen, und wobei das Einstellereignis das Versetzen der Vorrichtung zum Ansteuern in den Ur¬ sprungszustand ist.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Moduseinrich¬ tung mit der Schnittstelle (372) gekoppelt ist und das Einstellereignis eine, durch einen Benutzer ausgelöste Modusanweisung ist.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einer Einrichtung zur Temperaturerfassung, wobei die Einstelleinrichtung (106) ausgebildet ist, um den Ansteuerstrom (118) ferner abhängig von einer durch die Einrichtung zur Temperaturerfassung erfassten Tem¬ peratur einzustellen.
9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Messeinrichtung (104) einen Analog-Digital-Wandler (224) aufweist, der ausgebildet ist, um die erfasste Flussspannung (112) in einen digitalen Spannungswert (114) zu wandeln und an die Einstelleinrichtung (106) bereitzustellen.
10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner mit einer Multiplexereinrichtung (242, 244), die aus- gebildet ist, um eine erste organische Leuchtdiode (102) aus einer Mehrzahl von organischen Leuchtdioden einer displayartigen Anordnung als die organische OLED auszuwählen.
11. Verfahren mit einem Normalbetriebsmodus und einem Ein¬ stellmodus zum Ansteuern einer organischen Leuchtdio¬ de, das folgende Schritte aufweist:
a) Bereitstellen (492) eines Einstellstroms an die organische Leuchtdiode in dem Einstellmodus;
b) Erfassen (493) einer an der organischen Leuchtdi¬ ode anliegenden Flussspannung im Einstellmodus;
c) Einstellen (494) eines Ansteuerstroms abhängig von der erfassten Flussspannung gemäß einer Ein¬ stellvorschrift; und
d) Bereitstellen des Ansteuerstroms an die organi- sehe Leuchtdiode im Normalbetriebsmodus.
12. Computer-Programm mit einem Programmcode zur Durchfüh¬ rung des Verfahrens gemäß Anspruch 11, wenn das Compu¬ ter-Programm auf einem Computer abläuft.
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