照明设备的制作方法

专利名称：照明设备的制作方法
照明设备
本发明涉及包括有机发光二极管(OLED )的照明设备(illumination device),有机发光二极管(OLED)具有随着使用而变化的光输出。
具有有机发光二极管的照明设备作为高档平板系统引起了很大的 关注。这些系统利用经过有机材料的薄层的电流产生光。发出的光的颜 色以及从电流到光的能量转换效率由有机材料的成分决定。然而，随着 OLED的使用，照明设备中的有机材料会老化并且发光时效率变得较低。 这减少了照明设备的寿命。
US 2004/0070558 Al描述了一种有机发光二极管(OLED)显示系 统，该显示系统在基底上具有可寻址像素(这些像素具有性能属性)以 及用于控制显示设备像素的控制电路，该显示系统包括位于基底上并连 接至控制电路的OLED参考像素以及一个或多个OLED像素。OLED参 考像素包括和所述一个或多个OLED像素相同的性能属性，其中OLED 参考像素具有包括连接至OLED参考像素终端之一的晶体管的电压检测 电路，该电压检测电路用于检测OLED参考像素两端的电压以产生代表 OLED参考像素两端电压的电压信号。另外，该有机发光二极管包括产 生代表OLED参考像素性能属性的输出信号的测量电路以及连接至测量 电路以接收输出信号的分析电路，将这些性能属性和预定性能属性进行 比较并响应之产生反馈信号。所说控制电路响应反馈信号以便针对 OLED像素输出中的变化进行补偿。不利的是，利用参考像素来补偿老 化效应的所述OLED显示系统限于显示器。然而，用于照明的大面积 OLED设备没有像素化。因而，US 2004/0070558中建议的设备和方法不 能应用于非像素化(non-pixelated )的照明领域。
US 6081073和US 6320325描述了测量光输出的传感器的使用。其 中一个基本的不利之处在于，使用附加的传感器产生更高的成本，而且 老化问题没得到解决却转移到传感器上。本发明为了达到其目的必须消除上述缺点。特别地，本发明的一个 目的是提供一种照明设备，该照明设备简单并容易调节以产生光，由此 该照明设备的光输出在其寿命期间是恒定的。这个目的通过如本发明权利要求1教导的照明设备来实现。因此，提供了一种包括有机发光二极管(OLED)的照明设备，所说有机发光 二极管(OLED)具有随着使用而变化的光输出，并具有照明区域和/或 有效区域，为了照明目的在所说照明区域和/或有效区域处发射光。另外， 照明设备包括参考区域和基底，参考区域充分地(substantially)小于照 明区域，照明区域、有效区域以及参考区域位于所说基底上。本发明的 重要特征之一在于连接驱动器至参考区域、照明区域和/或有效区域，所 说驱动器包括测量电路和控制电路以便与照明区域和/或有效区域分开 地驱动参考区域。测量电路检测照明区域和/或有效区域的至少一个有效 值以及参考区域的至少 一 个参考值。控制电路的功能是对有效值和参考 值进行比较并响应之产生校正信号以补偿照明区域的光输出中的变化， 由此控制电路基于有效值和参考值计算用于照明区域的校正信号。因 而，照明设备包括照明区域，照明区域为了照明目的而发射光，并在"正 常的，，照明过程期间始终处于使用中。有效区域是照明设备的一个区域， 它是照明区域的复制(相同的层堆叠)，其中有效区域在照明过程期间 始终处于使用中。这意味着在照明过程期间有效区域发射光，同时照明 区域也处于使用中。在本发明的一个可能的实施例中，有效区域为照明 区域本身。可替换地，有效区域由充分小于照明区域的任意形状组成。 有利的是，有效区域包括充分小于照明区域的相似的形状。参考区域是 照明设备的一个区域，它是照明区域的复制，其中在照明过程期间从不 使用参考区域u参考区域可以具有充分小于照明区域的任意形状。有利 的是，参考区域具有充分小于照明区域的相似的形状。这样，OLED被 细分(subdivided into)为一个或多个有效区域和一个或多个参考区域。通常，在阴极或者阳极可以与基底接触的该支撑基底上提供本发明 的OLED设备。与基底接触的电极按照惯例被称为底电极(bottom electrode)。按照惯例，底电极是阳极，但本发明不限于这种结构。基 底可以是透光的或者不透光的。基底可以包括但不限于玻璃、塑料、半 导体材料、硅树脂、陶资、电路板材料。根据本发明，参考区域是没有 连接至有效区域的隔离区域。这意味着在纯照明过程期间，参考区域被关闭，其中照明区域和/或有效区域产生光输出。只是在控制电路被激活 时，参考区域才被开启。优选地，OLED是底部(bottom)发射设备或顶部发射设备，由此 结合所说OLED的照明设备可以用在颜色可控的系统中。这意味着驱动 器比较两个区域的特征以确定用于驱动照明区域的校正量。将这些值馈 送进控制电路，控制电路调节驱动电流以实现恒定的光输出。优选地， 驱动器包括用于估计校正信号的固定设备特征。所说固定的设备特征可 以在基于微控制器的控制电路中包括数学函数和/或查找表。补偿特征取 决于OLED设备并可以通过程序进行改变。在寿命期间实现恒定光输出 的补偿量可以以基于微控制器的电路的控制算法的形式来实现。有利的 是，在正常照明过程期间没有被馈送以驱动电流的参考区域可以和照明 区域结合，在一个优选的实施例中，该照明区域是有效区域。参考区域 和有效区域这两者都位于相同的基底上，就这个意义来说，这意味着参 考区域是有效区域的构成部分。有利的是，参考区域和有效区域具有或 多或少相同的特征，关于老化方面，情况尤其如此。根据本发明的 一 个优选实施例，参考区域是照明区域的较小的复 制。为了比较有效值和参考值，控制电路必须对检测的有效值或参考值 进行变换以比较这两个值。为了进行老化补偿，控制电路比较参考区域 的性能和有效区域的性能。根据一个可能的实施例，有效值和参考值是 测量的用于产生恒定驱动电流的电压值。根据将有效区域的测量值与参 考区域相比较而得出的偏差来改变驱动电流以得到恒定的光输出。可替 换地，有效值和参考值可以是通过测量电路测量的电容值。把参考区域 构造成照明区域的较小的复制的优势在于，对于给定大小的基底，最大 化了可以用于照明目的的区域。根据本发明的 一 个优选实施例，照明区域是照明设备的有效区域。 在照明设备的另 一个可能的实施例中，有效区域是照明区域的较小的复 制，由此在数学意义上，有效区域和参考区域是相似的。所说有效区域 连接到照明区域。优选地，参考区域是没有连接至照明区域的隔离区域。 把有效区域构造成照明区域的较小的复制的优势在于，可以简化对有效 区域和参考区域的检测值进行比较的过程。在这种情况下，参考区域的几何结构和照明区域的几何结构相等，其中参考区域的尺度(size)小于照 明区域。换言之，为了获得检测的有效值和参考值的好的可比性，所说区域的尺寸优选地相似或相等。令人惊奇的是，已经发现，如果参考区
域、有效区域以及照明区域在数学意义上是相似的，即适合于(congruent to)均勻缩放的结果，那么所说可比性就被最大化了 。
根椐另 一个优选实施例，参考区域和/或有效区域位于照明区域的边 界处。当然，参考区域和/或有效区域的其他位置也是可以的。构造参考 区域和/或有效区域的大小，使得在OLED的照明过程以及用于老化补偿 的测量周期期间，人眼不能察觉这些区域。
另外，优选的是，在照明区域处设置不止一个有效区域和/或参考区 域以提高老化补偿的精度和/或简化校正算法。重要的是，在所有描述的 实施例中，驱动器单独地与照明区域、参考区域以及有效区域连接。
可以在OLED的制造过程中获得隔离的参考区域。可替换地，可以 在后期制造过程中例如通过激光切割或置于单独的基底上来隔离参考 区域。
本优选的发明涉及用于控制照明设备老化过程的方法，所说照明设 备包括有机发光二极管(OLED)，有机发光二极管(OLED)具有随着 使用而变化的光输出，并具有照明区域和/或有效区域，其中为了照明目 的而发射光。另外，照明设备包括参考区域和基底，参考区域充分小于 照明区域，参考区域以及照明区域和/或有效区域位于所说基底上。连接 驱动器至参考区域以及照明区域和/或有效区域。本发明方法包括通过测 量电路检测有效区域的至少 一个有效值以及参考区域的至少一个参考 值的步骤。在该步骤之后，控制电路对有效值和参考值进行比较并响应 之产生校正信号以补偿照明区域光输出中的变化。所说控制电路基于有 效值和参考值计算用于照明区域的校正信号(correction signal)。
可以在使用期间在上电(power-up)或电源中断(power-down)时连续 地或周期性地执行所述校正计算过程的步骤。可替换地，可以响应提供 给控制电路的用户信号来执行校正计算过程。例如，对于高精度光源， 可以每小时一次地执行校正过程。对于其他照明系统，例如，对于环境 照明系统，^交正过程的时间间隔可以更大。在本发明的一个可能的实施 例中，有效区域就是照明区域，其中驱动器对检测的有效值或参考值进 行变换以比较这两个值。因为有效区域和参考区域的大小不同，所以需 要进行变换。
可替换地，有效区域和参考区域的大小相同，由此有效区域是与照明区域相连的非隔离区域。在这种情况下，有效区域作为对于照明区域 的参考，其中简化了对检测的有效值和参考值的转换。有效区域和参考 区域的测量值可以是两个区域的不同特征，例如电压值或电容值。
根椐本发明，驱动器可以包括固定的设备特征，其确定校正信号。 所说固定的设备特征可以包括数学函数和/或查找表以生成校正信号。控 制电路通过特殊算法计算校正信号。为了进一步降低由不准确的有效值 和参考值读数或者未得到充分补偿的照明区域温度导致的复杂化的可 能性，可以通过控制电路来限制施加到输入信号的校正信号的变化。可
以以例如4%的变化来限制校正中的任何量值变化。还可以在时间上对 校正变化进行平均。可替换地，可以只是在获取若干读数之后才进行实 际的校正，例如，每次OLED上电时，便执行校正计算并对许多计算的 校正信号进行平均以产生施加到OLED的实际校正信号。
在OLED的正常照明过程期间，参考区域被关闭，这意味着参考区 域是黑暗的。可以通过在照明设备中适当放置和/或按比例减小所说参考 区域的区域大小来使人眼几乎看不到所说参考区域。
上面提到的照明设备以及方法可以用于各种系统，在这些系统中 有，汽车系统、家庭照明系统、用于显示器的背光照明系统、环境照明 系统、用于照相机(具有可调节的颜色)的闪光或商店照明系统。
前面提到的部件以及要求权利保护的部件和将根据本发明用在所 述实施例中的部件，不受关于作为技术概念的大小、形状、材料选取的 任何特殊的例外的影响，使得可以无限制地应用有关领域中已知的选取 标准》
在从属权利要求中公开了本发明目的的附加的细节、特征以及优 势，以下对各个附图(其作为示例的方式)的描述说明了根据本发明的 照明设备的若干优选实施例。


图1示出根据本发明第一实施例的照明设备的非常示意的视图。 图2示出根据本发明第二实施例的照明设备的非常示意的视图。 图3示出根据本发明第三实施例的照明设备的非常示意的视图。 图4示出根据本发明第四实施例的照明设备的非常示意的视图。 图5示出根据本发明第五实施例的照明设备的非常示意的视图。 图6示出与驱动器连接的照明设备的非常示意的视图。图1示出具有有机发光二极管1 (OLED)的照明设备。OLED 1被 细分为照明区域2，其中在该处发光用于照明目的。另外，照明设备包 括充分地小于照明区域2的参考区域4。位于相同基底上的照明区域2 和参考区域4单独地与驱动器5连接。如图6中所示，驱动器5包括测 量电路6、控制电路7以及固定的设备特征(fixed device characteristic ) 8。对于控制OLED老化的校正计算过程，所说测量电路6检测照明区 域2的有岁丈^f直(active value )和参考区》或4的参考^f直(reference value)。 由于照明设备1的老化表现(agingbehaviour),照明区域2的有效值将作 为时间的函数而变化。控制电路7对有效值和参考值进行比较并响应比 较产生校正信号以补偿照明区域2中光输出的变化。固定的设备特征8 基于照明区域(2)和参考区域(4)的值计算用于照明区域2的校正信 号》在控制电路7对两个检测的值进行比较之前启动对所说值的转换过 程。通过确定校正信号的固定设备特征8达到用以实现照明设备恒定光 输出的补偿量。在本发明的一个可能的实施例中，所说固定的设备特征 8可以包括用于生成校正信号的数学函数u固定的设备特征8还可以在 位于控制电路7中的微控制器中包括具有查找表的算法。在正常的照明 过程中，参考区域4未被激活，即电流不流经该区域4。为了进行老化 补偿，驱动器5例如通过测量设备电压来比较参考区域4的性能和照明 区域2的性能以便产生恒定驱动电流。根据将照明区域2的测量值与参 考区域4相比较而得出的偏差来改变驱动电流以得到恒定的光输出。在 另一个没有示出的实施例中，设备特征8被集成在控制电路7中。图2示出具有与图1中的特征几乎相同的特征的照明设备。主要差 异之一在于OLED 1被细分成照明区域2、有效区域3以及参考区域4。 有效区域3和照明区域2这两者都用于照明目的，其中有效区域3作为 对于照明区域2的参考。有效区域3是与照明区域2相连的非隔离区域， 其中参考区域4是隔离的区域4。由于照明设备1的老化表现，有效区 域的有效值也将作为时间的函数而变化u在OLED 1的正常操作期间， 电流不流到参考区域4。有效区域3和参考区域4单独地设置在OLED 1 处。根据图3,将隔离的参考区域4和非隔离的有效区域3彼此紧邻布 置也是可能的。有利的是，有效区域3和参考区域4具有相同的大小。因而，简化了对检测的有效值和参考值进行转换的过程。当然地(certainly),可以改变有效区域3和参考区域4的几何形 状以及位置，其在图4或图5中所示。根据图4，有效区域3位于照明 区域2的顶侧。参考区域4位于照明区域2的相反侧(底侧)。在图4 的表示的实施例中，有效区域3和参考区域4具有相同的几何形状(窄 矩形)。在图2-5描述的实施例中，为了简化校正计算过程，有效区域 3和参考区域4是照明区域2的小的拷贝(复制)。如图5中说明的， 照明设备可以包括不止一个有效区域3以及不止一个参考区域4。在该 实施例中，使用了两个有效区域3以及两个参考区域4，其中所有的区 域3、 4位于照明区域2的每个角落处。附图标记列表1 发光二极管(OLED)2 照明区域3 有效区域4 参考区域5 驱动器6 测量电路7 控制电路8 固定的设备特征
权利要求
1.一种照明设备，包括a)有机发光二极管(1)(OLED)，其具有随着使用而变化的光输出，具有b)照明区域(2)和/或有效区域(3)，为了照明目的，在所说照明区域(2)和/或有效区域(3)处发射光，参考区域(4)，所述参考区域(4)充分地小于所述照明区域(2)，其中，所述参考区域(4)是没有连接至所述照明区域(2)和/或所述有效区域(3)的隔离区域(4)，基底，所述参考区域(4)、照明区域(2)和/或有效区域(3)位于该基底上，c)驱动器(5)，连接至参考区域(4)、照明区域(2)和/或有效区域(3)以便与照明区域(2)和/或有效区域(3)分开地驱动所述参考区域(4)，驱动器(5)具有测量电路(6)，检测照明区域(2)和/或有效区域(3)的至少一个有效值以及参考区域(4)的至少一个参考值，控制电路(7)，对有效值和参考值进行比较并响应该比较产生校正信号以补偿照明区域(2)的光输出中的变化，其中所述控制电路(7)基于所述有效值和参考值计算用于照明区域(2)的校正信号。
2. 如权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述有效区域(3) 是与连接至照明区域(2)的非隔离区域(3)。
3. 如权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述驱动器(5) 单独地与照明区域(2)、参考区域(4)以及有效区域(3)连接。
4. 根据前述权利要求的任一项的照明设备，其特征在于，所述参考 区域(4)和/或有效区域(3)充分地小于照明区域(2)。
5. 根据前述权利要求的任一项的照明设备，其特征在于，所述参考 区域(4)和/或有效区域(3)位于照明区域(2)的边界处。
6. 根据前述权利要求的任一项的照明设备，其特征在于，所述驱动 器(5)包括用于估计校正信号的固定设备特征(8)。
7. —种用于控制照明设备老化过程的方法，所说照明设备包括有机 发光二极管(l) (OLED),其具有随着使用而变化的光输出，并具有a) 照明区域(2)和/或有效区域(3),所说照明区域(2)和/或 有效区域(3)处发射光，用于照明目的，参考区域(4),参考区域(4)充分地小于照明区域(2)，其中， 参考区域(4)是没有连接至照明区域(2)和/或有效区域(3)的隔离 区域(4)，基底，其中所述参考区域(4)、照明区域(2)和/或有效区域(3) 位于所i兌基底上，b) 驱动器(5),连接至参考区域(4)、照明区域(2)和/或有效 区域(3),以便与照明区域(2)和/或有效区域(3)分开地驱动参考 区域(4),该方法包括如下步骤通过测量电路(6)检测照明区域(2)和/或有效区域(3)的至少 一个有效值以及参考区域(4)的至少一个参考值，通过控制电路(7)对有效值和参考值进行比较并响应该比较产生 校正信号以补偿照明区域(2)的光输出中的变化，所述控制电路(7) 基于有效值和参考值计算用于照明区域(2)的校正信号。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述固定的设备特征(8)确定所述校正信号。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述固定的设备特征(8)包括数学函数和/或查找表，用以生成校正信号。
10. 根据权利要求7至9中任一项的方法，其特征在于，周期性地 执行权利要求8的步骤，其中为了照明设备(1 )的正常照明，关闭参 考区域(4)。
11.根据权利要求7至10中任一项的方法，其特征在于，所述有效 值和参考值是电流值和/或电压值和/或电容值.，
12.根据权利要求7至11中任一项的方法以及根据权利要求1至6 的照明设备。
全文摘要
一种照明设备，包括有机发光二极管(1)(OLED)，有机发光二极管(1)(OLED)具有随着使用而变化的光输出，并具有照明/有效区域(2、3)，为了照明目的在所说照明/有效区域(2、3)处发射光；参考区域(4)，参考区域(4)充分地小于照明区域(2)，其中，参考区域(4)是没有连接至照明/有效区域(2、3)的隔离区域(4)；基底，参考区域(4)、照明/有效区域(2、3)位于所说基底上；驱动器(5)，驱动器(5)连接至参考区域(4)、照明/有效区域(2、3)，驱动器(5)具有测量电路(6)，测量电路(6)检测照明/有效区域(2、3)的至少一个有效值以及参考区域(4)的至少一个参考值；控制电路(7)，控制电路(7)对有效值和参考值进行比较并响应之产生校正信号以补偿照明区域(2)的光输出中的变化，其中控制电路(7)基于有效值和参考值计算用于照明区域(2)的校正信号。
文档编号G09G3/32GK101292276SQ200680038938
公开日2008年10月22日 申请日期2006年10月10日 优先权日2005年10月20日
发明者D·亨特, E·W·A·扬 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司