專利名稱：Oled驅(qū)動器及裝備有該驅(qū)動器的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種OLED驅(qū)動器，更具體地涉及一種用于驅(qū)動至少一 個有機(jī)電致發(fā)光元件的OLED驅(qū)動器及裝備有該驅(qū)動器的照明裝置。
背景技術(shù)：
在這種照明裝置中，至少一個有機(jī)電致發(fā)光元件(此后還稱為有機(jī)EL 元件或OLED (有機(jī)發(fā)光二極管))被用作薄且重量輕的發(fā)光元件，與放電 燈相比，所述至少一個有機(jī)電致發(fā)光元件以低驅(qū)動電壓(例如，幾伏特至數(shù) 十伏特)驅(qū)動。因此，由于與常規(guī)鎮(zhèn)流器相比，可以以低成本生產(chǎn)OLED驅(qū) 動器，所以提出了各種薄且重量輕的OLED驅(qū)動器。
順便提及，由于實(shí)際EL元件不具有將用于照明應(yīng)用的足夠的發(fā)光壽命， 因此延長裝備有OLED驅(qū)動器的照明裝置的壽命是不可缺少的。例如，在曰 本專利No. 2663648中描述的現(xiàn)有技術(shù)的器件將反極性功率提供給至少一個 有機(jī)EL元件。在這種器件中，可以延長元件的照明壽命。
除了以這種方法延長至少一個有機(jī)EL元件的照明壽命之外，理想的是， 在元件處于非正常狀態(tài)時(例如，在元件壽命終結(jié)時或在元件性能下降時)， OLED驅(qū)動器應(yīng)當(dāng)以對處于非正常狀態(tài)的元件的預(yù)定控制來運(yùn)作。例如，如 果照明裝置被配置為可替換地設(shè)置有由至少一個有機(jī)EL元件組成的光源， 則理想的是提示用戶上述光源應(yīng)當(dāng)以新光源替換了。同樣，理想的是，限 制光源的光輸出使其不會下降(falling)、改變光源的光照明、或停止輸出。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種OLED驅(qū)動器，如果至少一個有機(jī)電致 發(fā)光元件處在非正常狀態(tài)，則該OLED驅(qū)動器依據(jù)與處在非正常狀態(tài)的元件 相對應(yīng)的控制運(yùn)作。
本發(fā)明的OLED驅(qū)動器包括方波電壓源和控制器。根據(jù)第一控制，電壓源產(chǎn)生方波電壓且將該電壓施加在至少一個有機(jī)電致發(fā)光元件上以驅(qū)動該 元件。控制器根據(jù)第一控制來控制電壓源。在本發(fā)明的一個方案中，驅(qū)動器 進(jìn)一步包括檢測所述元件中固有的等效電容的檢測器。此外，控制器基于檢 測器所檢測到的等效電容來判斷所述元件是否處在正常狀態(tài)。如果所述元件 處于正常狀態(tài)，則控制器根據(jù)第一控制工作。如果所述元件處在非正常狀態(tài)， 則控制器根據(jù)用于處在非正常狀態(tài)的元件的預(yù)定第二控制運(yùn)作。在本發(fā)明 中，如果元件處在非正常狀態(tài)，控制器可以根據(jù)甩于處在非正常狀態(tài)的元件 的預(yù)定第二控制而運(yùn)作。
在本發(fā)明的另一方案中，檢測器響應(yīng)于施加在所述元件上的電壓的上升 來測量暫態(tài)(浪涌)電流波形，以檢測所述等效電容。在本發(fā)明中，可以檢 測等效電容。
在本發(fā)明的一個方案中，檢測器響應(yīng)于施加在所述元件上的電壓的下降 來測量放電電流波形，以檢測所述等效電容。在本發(fā)明中，可以檢測等效電 容。
在本發(fā)明的一個方案中，檢測器在方波電壓的每個周期檢測等效電容。 可以一直監(jiān)控等效電容。
在本發(fā)明的一個方案中，所述檢測器在所述元件啟動了預(yù)定時間之后檢 測所述等效電容。在本發(fā)明中，能夠在驅(qū)動元件的溫度穩(wěn)定時檢測等效電容。
在本發(fā)明的一個方案中，所述檢測器僅僅在從所述元件啟動開始后的預(yù) 定時間段內(nèi)檢測所述等效電容。在本發(fā)明中，可以在不受元件的溫度變化影 響下檢測等效電容。
在本發(fā)明的一個方案中，在第二控制的情況下，控制器控制電壓源，以 使電壓源的輸出電壓降低。在本發(fā)明中，可以進(jìn)一步延長元件的壽命。
在本發(fā)明的一個方案中，在第二控制的情況下，控制器控制電壓源，以 使電壓源的輸出電壓升高。在本發(fā)明中，可以限制元件的光輸出的下降。
在本發(fā)明的一個方案中，在第二控制的情況下，控制器控制電壓源，以 響應(yīng)于檢測器所檢測到的等效電容來改變電壓源的輸出電壓。在本發(fā)明中， 可以響應(yīng)于性能下降的狀況來自適應(yīng)地驅(qū)動該元件。
在本發(fā)明的一個方案中，在第二控制的情況下，控制器控制電壓源，使 其停止輸出。在本發(fā)明中，在元件處在非正常狀態(tài)時可以阻止驅(qū)動該元件。本發(fā)明的照明裝置包括所述OLED驅(qū)動器和所述至少一個有機(jī)電致發(fā)光
元件。


現(xiàn)在將詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。結(jié)合下面的詳細(xì)說明和附圖，
將更好理解本發(fā)明其它特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中 圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示意圖； 圖2是有機(jī)EL元件的等效電路；
圖3是使用圖1中檢測器檢測到的等效電容的示例圖； 圖4是使用圖1中檢測器檢測到的等效電容的示例圖； 圖5是改進(jìn)實(shí)施例中的工作示例圖； 圖6是另一改進(jìn)實(shí)施例中的工作示例圖；和 圖7是改進(jìn)實(shí)施例中的工作示例圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，也就是照明裝置1。設(shè)備1具有至少一 個有機(jī)EL元件(OLED) 10和用于驅(qū)動該元件10的OLED驅(qū)動器11 。
有機(jī)EL元件10由發(fā)光層(有機(jī)薄膜)和一對電極組成，所述發(fā)光層從 其兩表面開始夾在所述電極對之間。當(dāng)在層中，從作為陰極的一個電極發(fā)射 出的電子與從作為陽極的另一電極發(fā)射的空穴重新結(jié)合時，元件10發(fā)射光 線。
OLED驅(qū)動器ll具有由直流電源12、極性反轉(zhuǎn)電路(反相器)13和限 流元件14組成的方波電壓源，并且該OLED驅(qū)動器11還具有檢測器15和 控制器16。驅(qū)動器產(chǎn)生方波電壓，以將電壓施加在該元件10上。
將直流電源12配置為依據(jù)來自控制器16的第一控制(例如，PWM控 制信號)而運(yùn)作，以將市售電源AC的交流功率轉(zhuǎn)換為直流功率。例如，如 圖1中所示，電源12設(shè)置有二極管橋121，作為全波整流器；平滑電容器 122，連接在橋121兩輸出端之間;和逐級壓降轉(zhuǎn)換器(voltage step down converter)，連接至電容器122的兩端。轉(zhuǎn)換器由以下部件構(gòu)成切換元件 (例如，MOSFET) 123，其一端連接至電容器122的正極端；二極管124，其陰極和陽極分別連接至元件123的另一端和電容器122的負(fù)極端；電感器
125，其-一端被連接到元件123的該另一端；和電容器126，其連接在電感器 125的另一端和二極管124的陽極。在該電源12中，通過橋121將來自電源 AC的交流功率整流為脈動直流功率，以及通過電容器122使脈動直流功率 的電壓平滑。然后，通過轉(zhuǎn)換器將平滑電壓轉(zhuǎn)換為近似等于元件10的驅(qū)動 電壓，從而獲得上述直流功率。
將極性反轉(zhuǎn)電路13為配置依據(jù)來自控制器16的第一控制(例如，切 換控制信號)運(yùn)作；然后，周期性反轉(zhuǎn)來自電源12的直流電率的電壓的極 性，以產(chǎn)生方波電壓；以及在極性反轉(zhuǎn)時，將該方波電壓經(jīng)由元件14施加 在元件10上，元件14用于限制浪涌電流(inrush current)的峰值。例如， 電路13設(shè)置有構(gòu)成全橋電路的四個切換元件(例如，MOSFET) 131-134。 元件14例如為具有限流作用和小電感的電感器。
如圖3中所述，將檢測器15配置為響應(yīng)于施加在元件10上的方波電壓 的升高來測量暫態(tài)(浪涌)電流波形，以檢測元件10中固有的等效電容。 首先，參考圖2-圖4來解釋等效電容。元件IO具有平行板電容器的結(jié)構(gòu)， 因此可以由圖2中所示的等效電路所表示，其中二極管D與電容器C并行連 接，同時二極管D和電容器C的并聯(lián)組合與電阻器R串聯(lián)。因此，如果將 方波電壓施加在元件10上，則在電壓極性如圖3中所示反轉(zhuǎn)時，浪涌電流 流過元件IO。 一般地，通過元件的浪涌電流受到元件中等效電容C的影響， 如圖4中所示。通過實(shí)驗(yàn)已知的是，在電容C超過閾值之后，浪涌電流的峰 值Ip隨電容C的增加而增加。同樣己知的是，有機(jī)EL元件的等效電容超過 該閾值，以及由連續(xù)提供過電流而被破壞的有機(jī)EL元件的等效電容變得比 處于正常狀態(tài)有機(jī)EL元件的等效電容小很多。因此，通過測量經(jīng)由元件IO 的浪涌電流的峰值，可以檢測元件10的等效電容，并且可以根據(jù)等效電容 來估計元件10的剩余壽命(照明壽命)。
接下來，參考圖1來解釋檢測器15的具體電路。為了測量經(jīng)由元件IO 的浪涌電流的峰值，檢測器15由例如峰值檢測電路(peak detection circuit) 150和比較電路155構(gòu)成。電路150由電阻器151、電壓跟隨器152和電容 器153組成，該電路150向電路155提供與經(jīng)由元件10的浪涌電流峰值相 對應(yīng)的電壓。電路155由OP放大器156和電阻器157、 158組成，并且將檢測電壓與通過電阻器157、 158獲得的參考電壓相比較。如果檢測電壓高于 參考電壓，則電路155將表示元件10處于正常狀態(tài)的HIGH信號提供給控 制器16。否則，電路155將表示元件10處于非正常狀態(tài)的LOW信號提供 給控制器16。將參考電壓設(shè)置為與等效電容對應(yīng)的電壓，該等效電容基于有 機(jī)EL元件的照明壽命或功能下降狀況來確定。例如，相對于處在正常狀態(tài) 有機(jī)EL元件的浪涌電流，將參考電壓設(shè)定為對應(yīng)于小于特定最小值的電壓 值。在變型的例子中，檢測器15可以具有替代電壓跟隨器152的積分電路， 以及從如圖3中所示的方波電壓的上升時間點(diǎn)至穩(wěn)定時間點(diǎn)，檢測電流積分 值。在另一變型的例子中，檢測器15可以通過測量浪涌電流的上升時間來 檢測元件10的等效電容。
控制器16由例如振蕩器、用亍電源12和電路13的驅(qū)動電路、控制電 路(例如，各種IC和/或微計算機(jī)(Micon)等)等等組成，并且進(jìn)行第一控 制、第二控制等等。例如，在第一控制中，控制器16通過輸出電壓檢測器 (未示出)檢測電源12的輸出電壓(電容器126兩端的電壓)。以及基于 檢測到的電壓，控制器16產(chǎn)生PWM控制信號，以使電源12的輸出電壓變 得近似等于元件10的驅(qū)動電壓，然后將信號提供給元件123的控制端(柵 極)?？刂破?6還將具有多個頻率的切換控制信號提供給元件131-134，所 述多個元件中的每一個具有例如特定切換頻率，以使電路13電源12周期性 反轉(zhuǎn)來自電源12的直流功率的電壓極性，以產(chǎn)生方波電壓。具體地，交替 地和周期性地進(jìn)行前向控制和反向控制被。在前向控制中，控制器16將打 開信號提供給元件131、 134，以及將關(guān)閉信號提供給元件132、 133。在這 種情況下，元件10發(fā)光。在反向控制中，控制器16將關(guān)閉信號提供給元件 131、 134，以及將打開信號提供給元件132、 133。在這種情況下，元件10 停止發(fā)光。
此外，控制器16根據(jù)來自檢測器15的信號判斷是保持第一控制或變?yōu)?第二控制。也就是，在HIGH信號處，控制器16根據(jù)第一控制連續(xù)運(yùn)作。 在LOW信號處，，控制器16根據(jù)用于處在非正常狀態(tài)的元件10的預(yù)定第 二控制工作。在實(shí)施例中，控制器將PWM控制信號提供給元件23，用于降 低電源12的輸出電壓。然而，不限于此，控制器16還可以將用于降低前向 控制時間相比于反向控制時間的比值的信號提供給元件131-134信號。解釋實(shí)施例中的操作。在驅(qū)動器ll被激勵時，控制器16將PWM控制 信號提供給電源12的元件123并且還將切換控制信號提供給元件131-134。 因此，元件10以特定光輸出運(yùn)作。然后，從檢測器15接收HIGH信號，控 制器16根據(jù)第一控制連續(xù)運(yùn)作，而當(dāng)從檢測器15接收LOW信號時，控制 器16根據(jù)第二控制運(yùn)作。在第一控制中，元件10以特定光輸出運(yùn)作。在第 二控制中，元件10以低于特定光輸出的光輸出運(yùn)作。
在實(shí)施例中，如果元件10處在非正常狀態(tài)，驅(qū)動器ll可以根據(jù)與處在 非正常狀態(tài)常的元件10相對應(yīng)的第二控制信號運(yùn)作。在實(shí)施例中，可進(jìn)一 步延長元件10的壽命。
在改進(jìn)實(shí)施例中，如圖5中所示，響應(yīng)于施加在元件10上的方波電壓 的下降，檢測器15測量放電電流波形，以檢測元件10的等效電容。
在另一改型實(shí)施例中，如圖5中所示，檢測器15檢測元件10在方波電 壓每個周期內(nèi)的等效電容。然而，不限于此，在例如每個方波電壓的每一次 極性反轉(zhuǎn)時或每經(jīng)過一個恒定的周期時間后，檢測器15可以檢測元件10的 等效電容。在這些實(shí)施例中，可以一直監(jiān)測等效電容。例如，即使元件10 突然由于噪聲或極快的浪涌而性能下降，也可以快速地檢測到該性能下降。
在改型實(shí)施例中，在從元件10啟動經(jīng)過預(yù)定時間之后，例如僅僅用于 恒定的周期時間，檢測器15檢測元件10的等效電容。在這個實(shí)施例中，可 以在驅(qū)動元件10的溫度穩(wěn)定時檢測元件10的等效電容。
在改型實(shí)施例中，檢測器15僅僅在元件10啟動開始后的恒定周期時間 檢測元件10的等效電容，在這個實(shí)施例中，在沒有元件10的溫度變化的影 響下，就可以檢測元件10的等效電容。
在改型實(shí)施例中，在第二控制處，控制器16控制方波電壓源的直流電 源12，以升高電源12的輸出電壓。在這種實(shí)施例中，可以限制元件10的光 輸出的下降。
在改型實(shí)施例中，在第二控制處，控制16控制方波電壓源的直流電源 12，以響應(yīng)與檢測器15所檢測到的等效電容來改變電源12的輸出電壓。然 而，不限于此，控制器16可以控制電路13，以相對于元件19降低前向控制 時間與反向控制時間之間的比值。在這些實(shí)施例中，元件10可以響應(yīng)于元 件性能下降狀況而被自適應(yīng)驅(qū)動。例如，可以延長元件10的發(fā)光壽命，以及可以限制元件10的照明效率的下降。還可以通過元件10的光輸出變化來 通知示用戶元件10的剩余壽命(照明壽命)的程度。
在改型實(shí)施例中，在第二控制處，控制器16控制方波電壓源，以停止
電源的輸出，也就是停止直流電源12的輸出和極性反轉(zhuǎn)電路13的輸出。在 這個實(shí)施例中，可以阻止元件IO使其在處于非正常狀態(tài)時不被驅(qū)動。
在改型實(shí)施例中，在第一控制處，控制器16將每次極性反轉(zhuǎn)為柔和的 方波電壓提供給元件10，以使小于預(yù)定電流的浪涌電流流過元件10?？刂?器還將每次極性反轉(zhuǎn)為急劇的方波電壓提供給元件10，以使大于預(yù)定電流的 浪涌電流僅僅在檢測器15的檢測時間流過元件10。在這個實(shí)施例中，可以 延遲元件10的性能下降。
在改型實(shí)施例中，如圖7中所示，驅(qū)動器11還具有例如光電傳感器， 其將元件10的光轉(zhuǎn)換為電壓Vp。根據(jù)在方波電壓V供給給元件10的時間 點(diǎn)和使用光傳感器檢測到的光輸出(電壓Vp)達(dá)到預(yù)定水平的時間點(diǎn)之間 的檢測持續(xù)時間T，控制器16檢測元件10的等效電容。 一般地，當(dāng)將方波 電壓施加在有機(jī)EL元件上時，包含浪涌電流(參見圖7中的I)的電流流過 元件。但是元件要求對應(yīng)于元件的等效電容的電容器(參見圖2中的C)需 要被充電，直至元件以一定水平發(fā)光。即，上面檢測持續(xù)時間與元件10的 等效電容相關(guān)。在這種實(shí)施例中，驅(qū)動器11利用該校正量來根據(jù)檢測持續(xù) 時間T檢測元件10的等效電容。
盡管己經(jīng)參考一些優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 對其進(jìn)行多種改變和變化，而不脫離本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍。例如，本發(fā) 明的照明裝置可以具有互相串聯(lián)或并聯(lián)連接的兩個或多個有機(jī)EL元件。
權(quán)利要求
1、 一種OLED驅(qū)動器，包括；方波電壓源，根據(jù)第一控制產(chǎn)生方波電壓且將所述電壓施加在至少一個 有機(jī)電致發(fā)光元件上，以驅(qū)動所述元件；和控制器，根據(jù)所述第一控制控制所述電壓源；其中所述驅(qū)動器進(jìn)一步包括檢測器，用于檢測所述元件中固有的等效電 容；并且所述控制器基于所述檢測器所檢測到的等效電容，判斷所述元件是否處 在正常狀態(tài)，如果所述元件處在正常狀態(tài)，則根據(jù)所述第一控制運(yùn)作，而如 果所述元件處在非正常狀態(tài)，則根據(jù)預(yù)定第二控制運(yùn)作，所述預(yù)定第二控制 用于處在非正常狀態(tài)的元件。
2、 如權(quán)利要求1所述的OLED驅(qū)動器，其中檢測器響應(yīng)于施加在所述 元件上的電壓的上升來測量暫態(tài)電流波形，以檢測所述等效電容。
3、 如權(quán)利要求1所述的OLED驅(qū)動器，其中檢測器響應(yīng)于施加在所述 元件上的電壓的下降來測量放電電流波形，以檢測所述等效電容。
4、 如權(quán)利要求2所述的OLED驅(qū)動器，其中所述檢測器在所述方波電 壓的每一周期檢測所述等效電容。
5、 如權(quán)利要求3所述的OLED驅(qū)動器，其中所述檢測器在所述方波電 壓的每一周期檢測所述等效電容。
6、 如權(quán)利要求2所述的OLED驅(qū)動器，其中所述檢測器在所述元件啟 動了預(yù)定時間之后檢測所述等效電容。
7、 如權(quán)利要求3所述的OLED驅(qū)動器，其中所述檢測器在所述元件啟 動了預(yù)定時間之后檢測所述等效電容。
8、 如權(quán)利要求2所述的OLED驅(qū)動器，其中所述檢測器僅僅在從所述 元件啟動開始后的預(yù)定時間段內(nèi)檢測所述等效電容。
9、 如權(quán)利要求3所述的OLED驅(qū)動器，其中所述檢測器僅僅在從所述 元件啟動開始后的預(yù)定時間段內(nèi)檢測所述等效電容。
10、 如權(quán)利要求2所述的OLED驅(qū)動器，其中在所述第二控制的情況下， 所述控制器控制所述電壓源，以使所述電壓源的輸出電壓降低。
11、 如權(quán)利要求3所述的OLED驅(qū)動器，其中在所述第二控制的情況下，所述控制器控制所述電壓源，以使所述電壓源的輸出電壓降低。
12、 如權(quán)利要求2所述的OLED驅(qū)動器，其中在所述第二控制的情況下， 所述控制器控制所述電壓源，以使所述電壓源的輸出電壓升高。
13、 如權(quán)利要求3所述的OLED驅(qū)動器，其中在所述第二控制的情況下， 所述控制器控制所述電壓源，以使所述電壓源的輸出電壓升高。
14、 如權(quán)利要求2所述的OLED驅(qū)動器，其中在所述第二控制的情況下， 所述控制器控制所述電壓源，以響應(yīng)于檢測器所檢測到的等效電容來改變電 壓源的輸出電壓。
15、 如權(quán)利要求3所述的OLED驅(qū)動器，其中在所述第二控制的情況下， 所述控制器控制所述電壓源，以響應(yīng)于檢測器所檢測到的等效電容來改變電 壓源的輸出電壓。
16、 如權(quán)利要求2所述的OLED驅(qū)動器，其中在所述第二控制的情況下， 所述控制器控制所述電壓源，以使所述電壓源停止輸出。
17、 如權(quán)利要求3所述的OLED驅(qū)動器，其中在所述第二控制的情況下， 所述控制器控制所述電壓源，以使所述電壓源停止輸出。
18、 一種照明裝置，包括權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的OLED驅(qū)動器 和所述至少一個有機(jī)電致發(fā)光元件。
全文摘要
一種OLED驅(qū)動器包括矩形波電壓源、控制單元和檢測器。根據(jù)第一控制，電壓源產(chǎn)生矩形波電壓且將該電壓施加在至少一個有機(jī)電致發(fā)光元件上以驅(qū)動該元件?？刂茊卧鶕?jù)第一控制控制電壓源。檢測器檢測元件中存在的等效電容?？刂破鬟€基于該等效電容判斷元件是否處在正常狀態(tài)。如果元件處在正常狀態(tài)，則控制器根據(jù)第一控制運(yùn)作。如果所述元件處在非正常狀態(tài)，則控制器根據(jù)預(yù)定第二控制而運(yùn)作，該預(yù)定第二控制用于處在非正常狀態(tài)的元件。
文檔編號H01L51/50GK101313631SQ20068004391
公開日2008年11月26日 申請日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者中野智之, 岡本太志, 前原稔, 川南博生, 平松明則 申請人:松下電工株式會社