JP2005309232A - 有機ｅｌパネルの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 周囲温度に変化が生じた場合であっても発光輝度のバラツキを抑制することが可能な有機ＥＬパネルの駆動装置を提供すること。
【解決手段】 有機ＥＬパネル１の駆動装置１０に関する。温度検出手段１１は、温度を検出する。記憶手段１３は、設定電流値Ｉｄの印加条件を定めるＰＷＭデータを前記温度検出手段からの温度情報に関連付けた状態で記憶している。制御手段１２は、前記温度情報の入力に基づいて前記ＰＷＭデータを読み出すとともに、このＰＷＭデータに基づく駆動信号を有機ＥＬパネル１に付与する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、少なくとも発光層を有する有機層を陽極と陰極とで挟持した有機ＥＬ素子からなる発光部を透光性の支持基板上に配設し、前記発光部の前記両電極に定電流を印加することで所定の発光をなす有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルの駆動装置に関するものである。

従来、有機ＥＬパネルとしては、ガラス材料からなる透光性基板上に、ＩＴＯ（indium tin oxide）等によって陽極となる透明電極と、正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層からなる有機層と、陰極となるアルミニウム（Al）等の非透光性の背面電極とを順次積層して積層体である有機ＥＬ素子を形成し、この有機ＥＬ素子を覆うガラス材料からなる封止部材を透光性基板上に配設してなるものが知られている。このような有機ＥＬパネルは、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００１−２６７０６６号公報

前記有機ＥＬパネルは、前記透明電極及び前記背面電極に定電流を印加することで、所定の発光を得るものであるが、駆動回路から出力されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号のデューティ比に基づいて前記発光部の発光輝度が定まるものである。

前記有機ＥＬ素子は、常温時に比べ低温時のほうが駆動電圧が上昇し、電流駆動による駆動波形の立ち上がりが鈍くなるといった温度依存性を有していることが知られており、周囲温度に係わらず同一のＰＷＭ制御信号にて前記有機ＥＬ素子を発光させると、周囲温度が変化することによって発光輝度にバラツキが生じてしまい、過酷な条件下で使用される車両用表示装置の表示パネルとしては、表示品位を損ねてしまうといった問題点を有していた。

そこで本発明は、前述した問題点に着目し、周囲温度に変化が生じた場合であっても発光輝度のバラツキを抑制することが可能な有機ＥＬパネルの駆動装置を提供するものである。

本発明は、前述した課題を解決するため、請求項１に記載した有機ＥＬパネルの駆動装置の通り、少なくとも発光層を有する有機層を陽極と陰極とで挟持した有機ＥＬ素子からなる発光部を透光性の支持基板上に配設し、前記発光部の前記両電極に定電流を印加することで所定の発光をなす有機ＥＬパネルの駆動装置であって、温度を検出するための温度検出手段と、前記定電流である設定電流値の印加条件を定めるＰＷＭデータを前記温度検出手段からの温度情報に関連付けた状態で記憶した記憶手段と、前記温度情報の入力に基づいて前記ＰＷＭデータを読み出すとともに、このＰＷＭデータに応じた駆動信号を前記発光部に付与するための制御手段と、を有するものである。

また、請求項１に記載した有機ＥＬパネルの駆動装置において、請求項２に記載した有機ＥＬパネルの駆動装置の通り、前記記憶手段は、高温時，常温時及び低温時の前記温度情報に基づいた各ＰＷＭデータを有してなり、前記各ＰＷＭデータは、高温時から低温時に向かうに従って、前記設定電流値を前記発光部に付与するための時間が次第に長くなるように設定されてなるものである。

また、請求項１に記載した有機ＥＬパネルの駆動装置において、請求項３に記載した有機ＥＬパネルの駆動装置の通り、前記支持基板上に複数の前記発光部を有し、前記各発光部を発光させるための前記設定電流値を定めるための電流設定手段を有し、前記制御手段は、前記各発光部を前記各発光部に対応した前記各ＰＷＭデータに応じた前記各設定電流値によって発光させるとともに、外部からの所定信号の入力に基づいて前記各設定電流値を同一の比率で一括して変更させるべく、前記電流設定手段を制御してなるものである。

また、請求項３に記載した有機ＥＬパネルの駆動装置において、請求項４に記載した有機ＥＬパネルの駆動装置の通り、前記制御手段は、前記電流設定手段における抵抗可変手段の抵抗値を変化させて前記各設定電流値を変更させてなるものである。

また、請求項３に記載した有機ＥＬパネルの駆動装置において、請求項５に記載した有機ＥＬパネルの駆動装置の通り、前記制御手段は、前記電流設定手段における電圧可変手段の電圧値を変化させて前記各設定電流値を変更させてなるものである。

本発明は、周囲温度に変化が生じた場合であっても発光輝度のバラツキを抑制することができ、過酷な条件下で使用される、例えば車両用表示装置用の表示パネルとして用いても表示品位を損ねることがない。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。

図１及び図２を用いて有機ＥＬパネル１の構造について説明する。有機ＥＬパネル１は、ガラス基板（支持基板）２上に、透明電極（陽極）３，絶縁層４，有機層５及び背面電極（陰極）６を順次積層形成してなる積層体である有機ＥＬ素子７を形成し、この有機ＥＬ素子７を封止キャップ８によって覆ってなるものである。

ガラス基板２は、長方形形状からなる透光性の支持基板である。

透明電極３は、ガラス基板２上にＩＴＯ等の導電性材料によって構成され、日の字型の表示セグメント部３ａと、個々のセグメントからそれぞれ引き出し形成されたリード部３ｂと、リード部３ｂの終端部に設けられる電極部３ｃとを備えている。尚、電極部３ｃは、ガラス基板２の一辺に集中的に配設されている。

絶縁層４は、ポリイミド系等の絶縁材料からなり、表示セグメント部３ａに対応した窓部４ａと、背面電極６の後述する電極部に対応する切り欠き部４ｂとを有し、発光領域の輪郭を鮮明に表示するため、透明電極３の表示セグメント部３ａの周縁部と若干重なるように窓部４ａが形成され、また、透明電極３と背面電極６との絶縁を確保するためにリード部３ｂ上を覆うように配設される。

有機層５は、少なくとも発光層を有するものであれば良いが、本発明の実施の形態においては正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層を順次積層形成してなるものである。有機層５は、絶縁層４における窓部４ａの形成箇所に対応するように所定の大きさをもって配設される。

背面電極６は、アルミ（Al）やアルミリチウム（Al-Li），マグネシウム銀（Mg-Ag）等の金属性の導電性材料から構成され、有機層５上に配設される。背面電極６は、透明電極３における各電極部３ｃが形成されるガラス基板２の一辺に設けられるリード部６ａと電気的に接続される。尚、リード部６ａの終端部には、電極部（引き出し部）６ｂが設けられ、リード部６ａ及び電極部６ｂは透明電極３と同材料により形成される。

以上のように、ガラス基板２上に透明電極３と絶縁層４と有機層５と背面電極６とを順次積層して有機ＥＬ素子７が構成される。

封止キャップ８は、有機ＥＬ素子７を収納するための凹部形状の収納部８ａと、収納部８ａを取り巻くように形成され、ガラス基板とＵＶ硬化型接着剤９を介して接合するための接合部８ｂとを有している。封止キャップ８は、透明電極３の電極部３ｂ及び背面電極６の電極部６ａが露出するようにガラス基板２よりも若干小さ目に構成されている。

以上の各部によってセグメント表示式の有機ＥＬパネル１が構成される。

次に、図３から図４を用いて有機ＥＬパネル１の駆動装置１０について説明する。

有機ＥＬパネル１は、各表示セグメント部３ａの形成位置に対応する個所が各セグメント表示部（発光部）１ａとなるものであり、この有機ＥＬパネル１の駆動装置１０は、温度検出手段１１と、制御手段１２と、記憶手段１３と、電流設定手段１４とを有している。

温度検出手段１１は、サーミスタ等の温度検出素子からなり、有機ＥＬパネル１自体あるいは有機ＥＬパネル１の近傍に配設され、有機ＥＬパネル１０を取り巻く周囲温度を検出可能とする。尚、駆動装置１０は、温度検出手段１１によって得られた温度を有機ＥＬ素子７からなるセグメント表示部１ａ自体の温度とする。

制御手段１２は、マイクロコンピュータから主に構成され、所定のプログラムを実行するためのＣＰＵと、前記プログラムが記憶されたＲＯＭと、演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭと、有機ＥＬパネル１の各セグメント表示部１ａを発光させるためのＰＷＭデータに応じたＰＷＭ信号を出力するための駆動回路と、温度検出手段１１及び車両情報を入力するためのインターフェイス部等を有している。制御手段１２は、車両情報、例えば車両に搭載される回転センサからのスピードパルスを入力して所定の演算処理によって車速データを求め、この車速データを有機ＥＬパネル１に備えられる各セグメント表示部１ａによって表示させるべく、周囲温度に応じたＰＷＭデータを後で詳述する記憶手段１３から読み出し、この読み出したＰＷＭデータに応じたＰＷＭ信号をセグメント表示部１ａに出力することで所定の輝度にて発光し、所定の表示形態を得るものである。

記憶手段１３は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等からなる不揮発性メモリからなり、周囲温度に応じたＰＷＭデータ（周囲温度に関連付けられたＰＷＭデータ）が記憶されている。

図４は、記憶手段１３に記憶されている各ＰＷＭデータによって制御手段１２が出力するＰＷＭ信号に基づいて駆動する有機ＥＬパネル１の駆動波形を示すものである。尚、駆動波形ａ，ｂ，ｃは、有機ＥＬパネル１の一個所のセグメント表示部１ａ、あるいは発光面積が略同等なセグメント表示部１ａにおいて、周囲温度が変化した場合の駆動波形を示すものである。具体的には、−４０度時（低温時）のＰＷＭデータに基づく駆動波形ａ、２５度時（常温時）のＰＷＭデータに基づく駆動波形ｂ、８５度（高温時）時のＰＷＭデータに基づく駆動波形ｃを示している。

各駆動波形ａ，ｂ，ｃは、波高値をそれぞれａＸ，ｂＸ，ｃＸとし（波高値ａＸ，ｂＸ，ｃＸは電流設定手段１４からの設定電流値Ｉｄと温度とにより定まる）、各セグメント表示部１ａを発光させるためのオン（Ｈ）なる時間（以下、駆動波形のオンなる時間と記す）ｔ１，ｔ３，ｔ３が可変されている。即ち、有機ＥＬ素子７からなるセグメント表示部１ａは、周囲温度が高温から低温（高温→常温→低温）になるに連れて各駆動波形ａ，ｂ，ｃのオンなる時間ｔ１，ｔ２，ｔ３が次第に長くなるように各温度における各ＰＷＭデータが設定され（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）、記憶手段１３に記憶されている。尚、セグメント表示部１ａは、各駆動波形ａ，ｂ，ｃにおける波高値ａＸ，ｂＸ，ｃＸと、各駆動波形ａ，ｂ，ｃのオンなる時間ｔ１，ｔ２，ｔ３とに基づいて定まる電流密度（駆動波形の面積）Ａ，Ｂ，Ｃを略同一に設定することによって、略同等な発光輝度が得られる。

電流設定手段１４は、図５に示すように、コンパレータ１４ａと、抵抗可変手段１４ｂとから構成され、制御手段１２からの制御信号に応じて設定される設定電流値Ｉｄを各ＰＷＭデータに基づいて各セグメント表示部１ａに供給する。コンパレータ１４ａは、反転入力端子（−）に定電圧源Ｖｄｄが接続され、また非反転入力端子（＋）に抵抗可変手段１４ｂが接続されるとともに、入力部及び出力部において帰還回路を構成している。抵抗可変手段１４ｂは、制御手段１２からの制御信号に基づいて抵抗値を可変することで設定電流値Ｉｄを段階的に切り換えられるものであれば良く、例えば図５に示すように、第１，第２の抵抗体Ｒ１，Ｒ２をスイッチ素子１４ｂ１により抵抗値を２段階に切り換えるものであったり、あるいはデジタルボリュームによって抵抗値を切り換えるものであっても良い。尚、設定電流値Ｉｄは、式（１）により定められる。
Ｉｄ＝Ｖｄｄ／Ｒ・・・（１）
Ｖｄｄは一定、ＲはＲ１もしくはＲ２となる。

図６を用いて、電流設定手段１４による駆動装置１０の作用について説明する。図６は、低温時の駆動波形ａにおいて、車両ライトがオンされた場合のイルミネーション減光機能時の駆動波形ａ１を示すものである。駆動波形ａ１は、駆動波形ａの波高値ａＸから一段階下げてなる波高値ａＹとし（波高値ａＸ＞波高値ａＹ）、駆動波形ａ１のオンなる時間を駆動波形ａ１の安定領域に入るようにｔｘ分だけ長くなるように設定されるものであり（オンなる時間は、駆動波形ａよりも長く設定される）、前記イルミネーション減光機能時において、駆動波形ａ１が得られるように、この駆動波形ａ１に対応したＰＷＭデータを記憶手段１３に記憶するものである。尚、駆動波形ａ１の電流密度Ａ１は、駆動波形ａの電流密度Ａより小さくなるように設定される（電流密度Ａ＞電流密度Ａ１）。

即ち、制御手段１２は、車両ライトがオン状態に移行したことを示す信号を外部から入力すると、スイッチ素子１４ｂを動作させるための制御信号を電流設定手段１４に出力することで、抵抗値が大きい抵抗体、例えば第２の抵抗体Ｒ２が選択され駆動波形ａ１の波高値ａＹが決定されるとともに、記憶手段１３に記憶されているＰＷＭデータ（安定領域の時間ｔｘを有するＰＷＭデータ）が読み出され、そのデータに伴うＰＷＭ信号によってセグメント表示部１ａを一段階減光させるための減光制御を行うものである。尚、記憶手段１３は、減光制御時において、各セグメント表示部１ａの発光輝度が略等しくなるように駆動波形ａ１を得るためのパルス幅（オンなる時間）を各セグメント表示部１ａ毎に設定することが望ましい。

従って、制御手段１２は、車両ライトがオン状態に移行したことを示す信号を外部から入力すると、電流設定手段１４の抵抗値を選択して設定電流値Ｉｄを車両ライトのオフ状態の通常時に比べ小さくすることで、駆動波形ａ１の波高値ａＹを通常時の駆動波形ａの波高値ａＸに比べ下げることができるため、各セグメント表示部１ａに付与される各設定電流値Ｉｄを同一の比率で一括して変更させることが可能となる。

図７は、電流設定手段の他の実施形態を示すものである。電流設定手段２４は、コンパレータ２４ａと、基準抵抗体Ｒ３と、電圧可変手段２４ｂとから構成され、制御手段１２からの制御信号に応じて設定される設定電流値ＩｄをＰＷＭデータに基づいて各セグメント表示部１ａに供給する。コンパレータ２４ａは、反転入力端子（−）に基準抵抗体Ｒ３が接続され、また非反転入力端子（＋）に電圧可変手段２４ｂが接続されるとともに、入力部及び出力部において帰還回路を構成している。電圧可変手段２４ｂは、制御手段１２からの制御信号に基づいて電圧値を可変することで設定電流値Ｉｄを段階的に切り換えられるものであれば良く、例えば図６に示すように、Ｄ／Ａコンバータが用いられる。尚、設定電流値Ｉｄは、式（２）により定められる。
Ｉｄ＝Ｖｄｄ／Ｒ３・・・（２）
Ｒ３は一定、Ｖｄｄは可変される。

以上のように、電圧値Ｖｄｄを制御手段１２からの制御信号に基づいて可変することで、前述の電流設定手段１４と同様な効果を得ることができる。

かかる有機ＥＬパネル１の駆動装置１０は、温度を検出するための温度検出手段１１と、定電流である設定電流値Ｉｄの印加条件を定めるＰＷＭデータを温度検出手段１１からの温度情報に関連付けた状態で記憶した記憶手段１３と、前記温度情報の入力に基づいて前記ＰＷＭデータを読み出すとともに、このＰＷＭデータに基づいたＰＷＭ信号によって設定電流値Ｉｄを有機ＥＬパネル１の各セグメント表示部１ａに付与するための制御手段１２とを備えるものであり、また、記憶手段１３は、高温時，常温時及び低温時の前記温度情報に基づいた各ＰＷＭデータを有してなり、前記各ＰＷＭデータは、高温時から低温時に向かうに従って、設定電流値Ｉｄをセグメント表示部１ａに付与するためのオンなる時間が次第に長くなるように設定されてなるものである。

従って、周囲温度が低いほど駆動波形が鈍りやすいといった温度依存性を有する有機ＥＬパネル１において、周囲温度が変化した場合であっても発光輝度のバラツキを抑えることができる。

また、有機ＥＬパネル１の駆動装置１０には電流設定手段１４を備えてなるものである。制御手段１２は、電流設定手段１４，２４における抵抗値，電圧値を変化させることで、有機ＥＬパネル１の各セグメント表示部１ａにおける駆動波形の波高値を定める設定電流値Ｉｄを同一の比率で一括して変更させることが可能であるため、車両用制御に用いられるイルミネーション減光機能時の各セグメント表示部１ａの減光動作を簡単な構成によって行うことができる。

尚、本発明の実施形態では、ＰＷＭデータをＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等からなる不揮発性メモリから構成するものであったが、例えば制御手段１２に設けられるＲＯＭ内に記憶するものでっても良く、本発明の記憶手段は前述した実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態の有機ＥＬパネルを示す斜視図である。 同上実施形態の有機ＥＬパネルの部分断面図である。 同上実施形態の有機ＥＬパネルの駆動装置における電気的構成を示すブロック図である。 同上実施形態の駆動装置の動作を説明する図である。 同上実施形態の電流設定手段を説明する図である。 同上実施形態の電流設定手段の動作を説明する図である。 前記電流設定手段の他の実施形態を説明する図である。

符号の説明

１ 有機ＥＬパネル
１ａ セグメント表示部
２ ガラス基板（支持基板）
３ 透明電極（陽極）
５ 有機層
６ 背面電極（陰極）
７ 有機ＥＬ素子
１０ 駆動装置
１１ 温度検出手段
１２ 制御手段
１３ 記憶手段
１４，２４ 電流設定手段
１４ｂ 抵抗可変手段
２４ｂ 電圧可変手段

Claims (5)

1. 少なくとも発光層を有する有機層を陽極と陰極とで挟持した有機ＥＬ素子からなる発光部を透光性の支持基板上に配設し、前記発光部の前記両電極に定電流を印加することで所定の発光をなす有機ＥＬパネルの駆動装置であって、
   温度を検出するための温度検出手段と、
   前記定電流である設定電流値の印加条件を定めるＰＷＭデータを前記温度検出手段からの温度情報に関連付けた状態で記憶した記憶手段と、
   前記温度情報の入力に基づいて前記ＰＷＭデータを読み出すとともに、このＰＷＭデータに応じた駆動信号を前記発光部に付与するための制御手段と、
   を有することを特徴とする有機ＥＬパネルの駆動装置。
2. 前記記憶手段は、高温時，常温時及び低温時の前記温度情報に基づいた各ＰＷＭデータを有してなり、前記各ＰＷＭデータは、高温時から低温時に向かうに従って、前記設定電流値を前記発光部に付与するための時間が次第に長くなるように設定されてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネルの駆動装置。
3. 前記支持基板上に複数の前記発光部を有し、前記各発光部を発光させるための前記設定電流値を定めるための電流設定手段を有し、前記制御手段は、前記各発光部を前記各発光部に対応した前記各ＰＷＭデータに応じた前記各設定電流値によって発光させるとともに、外部からの所定信号の入力に基づいて前記各設定電流値を同一の比率で一括して変更させるべく、前記電流設定手段を制御してなることを特徴とする請求項１に記載に有機ＥＬパネルの駆動装置。
4. 前記制御手段は、前記電流設定手段における抵抗可変手段の抵抗値を変化させて前記各設定電流値を変更させてなることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬパネルの駆動装置。
5. 前記制御手段は、前記電流設定手段における電圧可変手段の電圧値を変化させて前記各設定電流値を変更させてなることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬパネルの駆動装置。

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