TW200910792A - Illumination light communication system and transmission device for illumination light communication system. - Google Patents

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200910792 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種利用照明光傳送資料之照明光通信系統及照明光通信用 發信裝置。 【先前技術】 隨著高速通信技術之發展，現在已可使用光線作為室内無線通信技術。特別 是使用紅外光之LAN (地區網路），已大量應用在辦公室及家庭。然而紅外線之 通信方式在發信機與收信機間存在障礙物時，即會發生通信障礙。此外，信號電 力不高’容易發生通信品質不穩的問題。 為解決紅外光通信之問題，可以考慮使用照明光之通信方式。照明光的光源 可使用化合物半導體系的白光發光二極體（以下稱為「白光LED」，Light Em她^ Diode)。使用白光LED照明，具有較以榮光等之照明壽命更長，更小型、耗電 量較小等優點。為目前尚待實用化之技術。下列非專散獻丨及專利文獻【均揭 示具有上述白光LED優點之照明光通信系統。 非專利文獻1 「適用於可見光通信之調變方法之實證檢討」 信學技報IEICETechnical Report OCS 2005-19 (2005-5)，第 43-48 頁’社團 法人電子情報通信學會。 專利文獻1 曰本專利公開案特開2003-318836號公報。 【發明内容】 發明所要解決之技術雔韻 5 200910792 然而使用白光LED之照明光通信系統，用來以高速傳送大量光資料，有其

瓶頸。白光LED與半導體雷射相比，其反應速度較慢。使用來照明之白光LED 主要為使㈣光體之雜。此翻態較之不· t光體之LED，其反應速度更低。 本發明之目的乃在提供一種新穎之照明光通信系統，實現以高速傳送大量資 料之目的。 解決技術難顥之方法 為解決上述技術難題，本發明第丨發明乃在提供—種照明光通㈣統，該照 明光通信线具有倾裝置魏錄置。該龍裝置以作賴絲之有機瓜 光源發射可依據魏資料_變之調魏。織魏㈣可接找酬用光源所 發射之調變光，轉縣電氣錢，並將轉騎狀電氣織_辆發信資料。 在*亥第1發日种’該照㈣光雜好由複數之有機EL元件所構成；且該有 機EL元件各別之發光面積為10—W以上，i〇-icm2以下。 此外’在該第！發明中，該照明用光源可具有：通信用有姐元件，以發 射依據發信資料_變之調變光，及照明財機虹元件，以發射特定之非調變 光。在此_下，該咖有姐賴__光之發綱所製成。此 外，該照_錢扯元件紐以使關光之材料所製成。 此外，在該第1發明中，言 照明用光源之各有機EL元件； "玄發L裝置較好含有控制電路，以分碰制構成該

各該複數發私件雜鱗描線及該資判 該照_辆、以錢發統件所構成， 料線以父又形成之格狀結構上。而該驅動 6 200910792 電路則用祕紐Μ用絲’其购方式包括··自鱗描線帽擇對應於資料 寫入對象之發光元狀掃猶，並__線中触寫人縣之發光元件相對應 之資料線，輸出要發送至收信裝置之資料。該驅動電路係將該酬用光源分割成 多數之區塊’而將-區塊定為-光賴組，而以平行方式驅動多數之光源模組， 並對屬同一光源模組之發光元件群，供給相同之資料。 於此，在該第2發明中’該驅動電路較好可依序或_選擇該掃描線令，對 應於制-光賴組之複麟娜，並賴複崎織之_，職對應於 該同-光賴組之該減f娜之鱗，_在職於_同之龍之位準。 此外，於該第2發明中，該發光元件也可具有：暫存手段，用以暫存透過該 資料線所提供之資料；及發光有機ELit#，可依該暫存手段所暫存之資料而調 變其發光強度。在該有機EL元件之驅動方法上，則可採用電流控制方法或電壓 控制方心如為電流控制方式’鶴電路可對該簡線輸出資料電流，該資 料電流具㈣胁«料之錢轉。在續形，該發光树最好侧另具有程 =匕電晶截。而對該暫存手段^騎，係崎該程式倾晶體之通道通以該 貝料電他時，所產生之閘電壓為之。另—方面，於電壓控制方式之情形下，該驅 動電路可對該資料線輸出資料電壓，該電壓具有對應於該資料之電壓位準。 在此情形’對該暫存手段寫人資料時，係Μ資料電壓為之。 【實施方式】 發明之效果 依據本案第1發明，因為制以高速反應性之材質為特長之有機― 作為照明光通信系統之照明用光源，較之習知之白紅ED，相同單位時門兀資料 送信量可以提高，*實現以高速傳送大量㈣之目的。 200910792 此外’第2細侧咖恤嫩她組，树行方式驅動 各模組，進w啦蝴W取高繼大量資料之效 果。此外，料各光賴組是衫數之發光元件所構成，故可確猶充分之光量， 以提供以照明光進满信必要之錢^騎财構舰統之發光元 件寫入資料時，並和m切行’而是依顧掃猶之選擇，作部份之寫入， 並重複依麵行’《不紐職域力較高之驅動電路，柯使掃織之選擇 及對資料線之輸出資料，均可達到高速化，而能實現以高速化以麟之目的。 發明之較佳實施能楛 本實施態樣之主要特徵是在於使用有機EL為照明用光源，來進行照明光通 信乙事。«EL雌有之優異_包括：可崎計成自由之尺寸、可作成超小 型，且能高速反鮮…般而言，為在照明光通信巾偏，_之元件面積以較 小為宜。但因與發光元件之面積成正比之靜電容量，會限制元件uc時間常數， 因此RC時間常數越小（亦即面積越小），其反應速度越高。元件面積（發光面積） 最好在i〇-W以上，W以下，更好在10-w以上，⑴^以下最好在i〇.w 以上’ 10 em以下。f知之led在半導縣板上軸發光元件之後，將半導體 基板分割成一個一個晶片，而在已形成線路之電路基板上，按裝晶片，才能使用。 在分割半導體基板成為晶片時’晶片之小型化本身即有限制。此外，為有效利用 昂貝的半導體晶體，不得不將個別晶片上所形成之發光元件之面積，盡量作成與 晶片面積大約相同。结果在習知之LED，很困難製得面積極小之元件。與此相反， 如為有機EL元件，則因在已形成線路之基板上直接形成發光元件，而可直接付 諸使用’在設έ十上具有較局之自由度，也較容易製得面積較小之元件。基於上述 200910792 理由’有機EL元件較為適合作為照明光通側之發光元件使用。 為實現大容量資料高速驗，較好储數之發光元件斜行方式發送資 料。為達成此目的’必需將發光元件配置成複數1知之 _ 晶片’且將晶片與基台及樹脂鏡片組合成為元件之配置，因此需要比實際發 光部份更大之面積。與此相對，在有機此元件，則因直接在形成線路之基板上 直接形成發光元件’而可直接加以賴，因此容易實現將發光元件作高度集積化 之目的，也㈣製成整體體積較小之通侧照明體（發信裝置 此外’在習知之LED ’在發信裝置所為之照明用光源之強度調變，需使用如 驅動1C(積體電路）之外部鷄電路^因此不容易將構成發信裝置之單元小形化。 與此相對’在有機EL之情形，則可在有機此層之下方，以義電晶體等之調 變疋件形成控制電路’因此如可將控制電路與發光元件崎積成_體化，即可容 易達成單元之小形化。 如此一來’透過使用有機EL元件，可以達成發光元件小形化及集積化。更 因發光7G件與控制電路之積層結構，也有容易製造之優點，而可將高速大容量之 照明光通信用所使用之發信裝置，以小型之單元加以實現。 有機EL元件中，螢光與磷光（單重態躍遷與三重態躍遷）已為周知。無論 何者均可適用。發光元件越小’ RC時間常數越小，其反應速度越高，但如超過 發光之衰減時騎定之速度壯’即無法使反麟間更形提高。祕有機el元 件之發光機制’螢光（由單錢發光）與魏（由三重態發光）為已知。-般而 吕，螢光之發光之衰減時間較之磷光為短。在室溫下螢光大約是1〇ns左右，而 磷光則約1μδ左右。因此無論使用何者，其元件單體可以支援到1Mbps傳送速度。 9 200910792 此外’也可使㈣光無辆者混合配置喊之频裝置，作紐明用光 源。螢光之反應速雜之碗光為高。因此比較適合於高速通信n另一方面， 填光之發光效率較之營光為高，因此較適合用作為照明用途。由於有機el是將 發光層材料依每個元件加以區分所形成，因此也可以碟光及營光所形成之複數種 '有機EL元件’構成照明用光源。在此情形，螢先元件可以發揮照明功能及通信 功能兩者，而作為通信用元件，發出因應於要發送之資料，而調變之調變光。另 , -方面，縣元制只作為功能使用，而成為發出特定之非調變光之照明用 祕。_此種方式，可以提高照獄率，並能進行高速化通信，可謂兩全其美 之照明系統。不過，在此種構成中，相對於作為照明用之全光量，與通信資訊重 疊之光比例將變小，因此在收絲置必須使㈣光強度變化較為敏感之系統。相 對於全光量，螢光之比例宜在1%以上，5〇%以下。 以-般照之_光進行通信時，希望照_光源為白色光。練有機EL 光源能發白光，主要方法有二。一是使紅光發光元件（R元件）、綠光發光元件 (G元件）及藍光發光猶（B元件）同時發光，以三原色光發出白光的方法。 \ 此種方法又分為⑴將RGB之各航元件，在基板面内⑽雜排列之方法， 以及（2)在單一元件内部以積層方式形成RGB發光層之方法。另一種方法乃是 使用發光層本身具有複數波峰之白光發光材料形成之元件，以發出白光之方法。 上述之白光有機EL元件，並非如習知使用螢光體之白色LED，需在電流注 入後纟i由.藍光發光—螢光體激振—黃光發光之步驟，而是透過電流注入直接 再、·、σ Ο而射出具有複數波長之光。因此比起習知使用螢光體之白光[ED，具有 反應速度較高之優點’適合用在照明光通信系統。 200910792 其次說明錢EL元狀概。械EL元件之㈣可贿分子量材料 或高分子量材料，《规_主要包括發出螢域魏之有機物，以及作為補 助物之摻雜物。適用在本實施形態中，以形成發朗之材料，可例如為下列例舉 之色素類材料，金屬配位化合物材料和高分子類材料。 (色素類材料） 作為色素類材料，可以列舉出：環戊胺衍生物（cyd〇pentaminederivatives)， 四苯基丁二烯衍生物（tetraphenylbutadienederivatives)化合物，三苯胺衍生物 (triphenylamine derivatives) ’ 噁二唑衍生物（〇xadiaz〇le 細―），吡唑並 喹啉衍生物（pyrazdoquinolinederivatives)，二苯乙基苯衍生物（distyrylbenzene derivatives) ’ 一本乙基^•經衍生物（distyrylarylene derivatives)，°比各衍生物 (pyrrole derivatives)，嗟吩環化合物（thiophene ring compounds)，。比啶環化合物 (pyridine ring compounds)’ 紫環嗣衍生物（perinone derivatives)，花衍生物 (perylene derivatives)’ 低聚售吩衍生物（〇iig〇thi〇phene derivatives )， trifumanylamine 衍生物（triflimanylamine derivatives)，噁二唑二聚體（oxadiazole dimer) ’ 吡唑啉二聚體（pyrazoline dimer)等。 (金屬配位化合物） 作為金屬配位化合物類材料，可列舉出：經基啥淋铭配位化合物（aluminum quinolinolecomplex)，苯並喹琳鈹配位化合物（benzoquinolinolberyllium complex)，笨並σ惡岐鋅配位化合物（benzoxazole zinc complex)，苯並°塞°坐鋅配位 化合物（benzothiazole zinc complex)，偶氮甲基鋅配位化合物（azomethylzinc complex)，叶琳鋅配位化合物（porphyrin zinc complex)，錢配位化合物（europium 200910792 complex)等’ t心金屬中具有A卜Zn，Be或稀七族金屬例如Tb，Eu，Dy等， 或重金屬例如Ir ’ Pt，Au ’ RU，0s，Re等，且配位基為惡二唾（〇xadiaz〇le)， 噻二唑（thia diazole)，苯基吡啶（phenylpyridine)，笨基笨並咪唑（phenyl benzimidazole) ’喹淋（quinoline)結構等之金屬配位化合物等^其中，特以金屬 之素為Ir ’ Pt ’ Eu ’ Ru ’ Os ’ Re等之金屬配位體，可作為高效率之磷光材料使 用。 (高分子類材料） 作為高分子類材料，可列舉出··聚對苯乙撑衍生物（p〇ly p_phenylenevinylene derivatives)’ 聚噻吩衍生物（p〇iythiophenederivatives)，聚對苯衍生物（p〇ly p-phenylene derivatives)，聚矽烷衍生物（p〇iysUanederivatives)，聚乙炔衍生物 (poly acetylene derivatives)’ 聚芴衍生物（po 丨 yflu〇rinederivatives)，聚乙基咔唑 衍生物（poly vinyl carbazole derivatives)，及將上述色素體或金屬配位化合物類 發光材料尚分子化而成之材料等。 在上述發光神當+，作為藍光讀光材料可例舉如聯苯乙基芳騎生物， 鳴二峻二《及兩者之聚合物’聚乙料麵生物，聚對苯衍生物，㈣衍生物 等。其中更以高分子材料之聚乙料销生物、聚對笨衍生物及聚贿生物等較 佳。 此外，作為綠光之發光材料，可例舉如喹吖啶酮衍生物（quinacrid〇ne denvatwes)，香豆素衍生物（c〇umarinderivatives)及兩者之聚合物聚對苯乙樓 何生物★騎生物等。其中則以高分子材料中之聚對苯乙樓衍生物及聚苟衍生 物等較佳。 12 200910792 此外’作為紅光之發光材料，可例舉香豆素衍生物"塞吩環化合物，兩者之 聚合物’聚雌⑽触物、㈣吩衍生物，料触鱗。其巾更以高分子材 料之聚對笨乙樓衍生物，聚噻吩衍生物及聚芴衍生物等較佳。 (摻雜材料） 為提高發光層中之發光效率，改變發光之波長，可以在其中添加換雜。此種 摻雜物可例舉為：(perylene)衍生物，香豆素衍生物，紅螢稀（灿_)衍 生物，喧。丫侧枝物，squalium衍生物，D卜琳衍生物，苯乙基（S㈣）衍生物， (tetracene) , (pyraz〇1〇n〇 , (} ^ 吩鳴相（Phen_ne)[此外，此種發光層之厚度，通常約為謂〇人。 此外’如發光層與其他之電荷傳送性材料形成積層，則在以上述薄膜形成方 法形成發光層之前，最好在陽極上形__，而在_形成後，形成電 子轉移層。 (電洞轉移層） 電洞轉移層設於陽極與發光層之間，或設在電洞注入層與發光層之間。用以 形成電洞轉移層之電_材料可例舉為：三笨醜、対琳（_㈣衍生 物、以聚二f苯（p。丨yphdene)衍生物為代表之雜環化合物、聚合物類中，在側 鏈上具有上述單體之_s§、笨_生物，，聚魏^在電洞 轉移層之膜厚方面，以1⑽〜1 μπι之間較佳。 (電洞注入層） 電网注入層可設於陽極與電洞轉移層之間，或在陽極與發光層之間。用以形 成1左入層之材料，可例舉為：苯胺（phen細㈣類，星放射狀（遍祕） 13 200910792 之胺類，酞菁（phthelocyanime)類，釩氧化物（vanadiumoxide)，鉬氧化物 (molybdenum oxide)，釕氧化物（ruthenium oxide)，氧化銘等氧化物，無定形 碳（amorphous carbon)，聚苯胺（polyamine)，聚°塞吩（poly thiopbene)之衍 生物等。 (電子轉移層） 電子轉移層係可位於發光層與陰極之間，或可設於發光層與電子注入層之 間。作為形成電子轉移層之材料，可例舉者有：噁二唑類（oxadiaz〇les)，經基 喹啉鋁（aluminum quinolinol)配位化合物等，一般是形成安定之陰離子自由基 (mdicalanion)，且具有較高的離子化電位之物質。具體之實例包括：^4噁 二唑衍生物，1，2,4-三唑衍生物，咪唑（imidaz〇ie)衍生物等。電子轉移層之膜厚 較好在1 nm〜Ιμηι之間為佳。 (電子注入層） 電子注入層可設於電子轉移層與陰極之間，或設於發光層與陰極之間。作為 電子注入層，因發光層翻不同，而有以Ca層之單片結構形成之電子注入層， 及在周期表IA族及IIA族之金屬中，Ca以外，且功函數(嫩k _㈣為〗Μ 〇 eV之金屬及金屬氧化物、^化物及碳酸化物之任何—種或二種以上所形成之 層’與Ca層之積層結構所形成之電子注入層兩種，以功函數為15〜3，在周 期総族之金屬或其他氧化物、⑽、碳酸化物之例，可_、氟化鐘、氧 化納、氧化鋰、碳酸鋰等。 此外’功函數為1.5〜3_〇ev，Ca以外之R如生tta 乂外之周輸ΙΙΑ族金屬或其氧化物、齒化 物、碳酸化物之例，則可舉錄（str〇ntium) 魏鎮氟化鎂、氟化鳃、氟化鋇、 14 200910792 氧化錄、碳_等。電子狀料錄驗、鱗法、印概祕成。電子注入 層之膜厚較好在1 nm〜1 μηι左右。 在不妨害本發明之目效絲_，在Λ述各私外另設雜層，也無不 可。作為此種之捕層通料包括-般賴在麵EL元件__讀上之低 折射率層、反射層、光吸收層、阻抗層、封裝劑等。此外，也可含有設置分隔之 構造。 第1圖即表示以單-光源形成之照明光通信系統之概要圖。此種通信系統是 以發信裝置⑴與⑽裝置⑵駐體所構成。發魏置⑴具有控制電路 ⑴及有機EL光源⑷。作為照明用光源之有機EL光源⑷係以控制電路 (3)加以控制，並將因應發送用資料（發信資訊）而調變之調變光（例如受明 暗控制之光或受光量控制之光），向收信裝置⑵發射^收信裝置⑵則具有 受光部（5)及解調部（6)。受光部（5)内藏光電轉換裝置，在接收到有機£1^ 光源（4)所發射之調變光後，可將該調變光轉換成電氣信號。而解調部（6)則 將該受:光部（5)所轉換之電氣信號，解調成原來之資料（發信資訊）。 發信裝置（1)在不對收信裝置發送資料之狀態下’其有機EL光源 即可直接作為照明裝置使用。另一方面，當發信裝置（丨）發送資料之時，發送 用資料將提供給控制電路（3)。而控制電路（3)在收到所供應之資料時，會依 據該資料而控制有機EL光源（4)。據此，將依據送信用資料而調變之調變光， 由有機EL光源（4)發出。如上所述，有機EL光源（4)因具有高速反應性， 即使進行高迷之開關，或以高速作光量變換，人類視覺仍無法感知’只能見到大 致穩定之光量。因此，由有機£1光源（4)所發射之調變光，不會使人覺得不舒 15 200910792 服，故仍可直接作為照明光使用β 為進行1G_模以上之大量資訊傳送，發送装置⑴上會以二維方式配 列多數之有機EL光源⑷，且較好將之以平行方式操作。此種平行系統如要使 用習知之LED加以實現，需要將多數之LED作二維排列並進行與分區裝置作 配線連接’其整體系統體積勢將魔大。如利用有機乱取代白光哪，所得之構 造並非將個狀發光元件在線路板上依序排列，而是可將有機既縣以二維方 式配置之積體元件，-開始即製造在基板上，因此即使加上分區裝置等元件，仍 可實現小型化之發信裝置〇)。 第2圖為以多數光源所形成之照明光通信系統之概要圖。此種構成乃是以第 1圖所示之結構為基礎，將有姐光源⑷及受光部⑴之集合，以多數設 置，在發信裝置⑴上加設序列坪行轉換電路⑺，並在收信裝置⑵上增 設平行/序列轉換電路（8)及鏡片⑼所形成。在發信裝置⑴上，多數之^ 機既絲⑷伽匕維方式跡料，鮮職示之電路元件相同之元件， 均標以相同編號’在此不再贅述。 序列/平行轉換⑺侧⑽發送科舰料，分織多數之封包（平行 資料）’並將分騎得之個麟包，分職給予械虹統⑷。據此，各有 機EL光源⑷乃發出依照個別封包而調變之調變光。發射出之調變光，因為以 知片⑼作空壯之分離，乃料受光部⑸之畫素接收。各畫素所接收之光 係以未圓#A/D觀ϋ加以數位化，而由平祕顺換電路⑴轉成序列資 料。解調部（6)則是將該序列資料，解調成原有之資料。如此—來，透過以平 仃方式驅動夕數之有機肛光源⑷，而可實現以高速傳送大量之資料。 16 200910792 在第2圖所示之發信裝置⑴巾，有機EL絲⑷之控制（含調變控制） 雖也可使用作為外部驅動電路之驅動器1C，但也可將各別之有機el發光光源（4) (或有機EL元件），與構成控制電路⑴等之電路元件，以一體化形成。而作 為此種電路元件，則可使用薄膜電晶體（TFT，thinflimtransist〇r)。而作為薄膜 電晶體，多晶石夕電晶體(poly silicon transistor)、不定形石夕電晶體（am〇rph〇us ⑽ transistor)及使用有機半導體材料之有機電晶體，均為業者所知。將薄膜電晶體 與有機EL元件形成一體，可使發信裝置更進一步小型化。 以下說明上述照明信系統之發信裝置⑴之_例，使社動型格狀光 源之發信裝置。所駐動祕狀（aetivematfix)統，是輯小發料位之發光 元件’以格狀排列，而對個別發光元#，則透過TFT等驅動元件驅動之架構。作 為發光元件之-例，而使时機EL元件構駐動型格狀棘時，其驅動方式可 以分成電流控制方式及電壓控制方式兩大類。所謂「電流控制方式」，是指對資 料線供給資料時，是以電流為準之方式。而所謂「電壓控制方式」，則指對資料 線供給資料時，係以電壓為準之方式。 (電流控制方式） 第3圖表示使用主動型格狀光源之發信裝置之方塊圖樹，照明用光源⑽) 為利用例如TFT等之驅献件，_機EL元件之_格狀峨。此種照明 用光源（1G)上係Wmfixn排之發光元件（u)，以格子狀（二維平面方式） 排列。此外’照明用光源⑻上，設有各別向水平方向延伸之掃描線物〜^ , 以及各別向謝向延伸之資料線群xl〜Xm。而在其交又點載置有相對應 之發光元件⑴）。另外，在本實施例中，每—發光元件（1〇雖為最小發光單 17 200910792 位但母-個發光元件（11)均可以腦三個子元件所構成。而在圖中，對應 於各别發光7C件（11) ’用以提供—定電壓，％之電源線等，則予省略。 第4圖為使用電流控制方式《發光元件（1 i )之電路圖。每一發光元件⑻ 疋由作為發光兀件一例之有機乱元件（〇led)，四個電晶體们，以及 用來保輸4之電容C所構成。電晶體ΤΙ，T2及T4為N通道型，而電晶體T3 則為Ρ通翻。但上述構成叹-種實例，不得絲蚊本發明。 上述之有機EL元件（0LED)為二極體，其亮度係由流經該二極體之驅動 電流滅d所決定。電⑽T1之_連翻—條掃描線γ，用以提供掃描信號 SEL’而其_财制—健料線χ，_提供資料電流麻。喊電晶體丁1 之_’則同時連接到電晶體丁2之源極、電晶㈣之没極及電晶㈣之没極。 電曰曰體T2之閘極係與電晶體T1相同，連接到__條掃描線γ，用以提供掃描信號 SEL。電晶體T2之沒極則同時連接到電容c 一端之電極，以及電晶體乃之問極。 而對電各C另-電極與電晶體Τ3之源極，則供給電源電壓·。驅動信號证 係供給電晶體Τ4之閘極’該電晶體Τ4係設置在電晶㈣之汲極與有機乩元 件OLED之正極之間，該錢乩元件〇LED之負極，則供給比電源電壓獨 更低位準之基準電壓Vss。此外，作為保持資料之電路元件，電容c也可以記憶 多位元資料之記憶體（SRAM等）代替。 第5圖為第4圖所示發光元件⑴）之動作時序圖。由掃描線驅動電路⑽ 對掃描線财„依順序掃描，選定特定發光元件（11)後之開始動作時間，設為 to。選擇該發光元件（11)後之下一時間則設為t2。而該期間t〇_t2又細分為前半 控制期間t〇-tl，以及後半段之驅動時間ti_t2。 200910792 在控制期間to-tl令，係進行對雪交Γ ,, ιβ ^ 仃對電夺C窝入資料之操作。首先在時間點to時， 掃描信號SEL升為高位準（以下稱為「H iLa ”冉馮Η鱗」），此時作為開關元件之電晶體

η，Τ2同時導通（⑽。因此’ f料線χ與電晶體了3之難形成電氣的連接。 與此同時，電晶體Τ3之_與_也形成電氣連接，形成二域連接。電晶體 Τ3本身之通道中將通人由資料線χ所供給之資料電流麻。響應該資料電流 触所出之電壓，臟為_壓Vg，電晶體T3之_所連接之電容c則_ 產生之閘電壓Vg，而累積電荷’因而寫人與所累積之電荷4相當之資料。 在控制期間to-tl中’電晶體T3即成為程式化電晶體，可以依據流經本身通 道之資料信號’對電容C寫人資料。此外’因為驅動信號Gp係轉在低位準（以 下稱為「U立準」）’電晶體T4將維持在不導通（〇FF)之狀態。因此，對有機 EL元件0LED提供驅動電流l〇led之通道，被電晶體Τ4所阻斷，有機EL元件 0LED不發光。 其後之驅動期間tl-t2中’驅動電流l〇led導入有機EL元件0LED，進行對 有機EL元件〇LED之亮度設定。首先，在時間點tl時，掃描信號SEL降為L 位準。使得電晶體ΤΙ，T2同時為OFF »此時，供給資料電流Idata之資料線又 與電晶體T3之汲極為電氣分離，電晶體T3之閘極與汲極間，也是電氣分離。在 電晶體T3之閘極上，則繼續供應依據電容c之累積電荷之閘電壓Vg。在時間點 tl時，掃描信號SEL下降之同時（不限於同一時點），在此之前L位準之驅動 信號GP將上升為Η位準。因此由電源電壓Vdd則向基準電壓Vss，通過電晶體 T3 ’ T4與有機EL元件OLED，形成驅動電流Ioled之通路。流經有機EL元件 0LED之驅動電流Ided即相當於電晶體T3之通道電流，其電流位準則由電容c 19 200910792 之累積電何所版咖糊間⑽中，_τ3係提供 驅動電晶體之功能，而對有機EL元件_供給驅動電流跡在此情形下， 有機乩元件OLED將響應該驅動電流㈣，換言之，即響應保持在電容C之資 料，發出經過調變之發光強度之光線。 如第3圖所示，驅動照明用光源⑽之驅動電路係由掃描線驅動電路⑼ 與資料線簡路⑼所齡兩者树_之上峨瓣控制，互相 協動_。输_·⑼_伽、細恤鑛構成，在對 掃描線Yl.Yn輸_錄姐後，_鱗η%依，擇次序而選定 之線’作依輪。而掃描信號SEL包含有Η鱗及l位準之二值化信號位準， 而將作為資料寫入對象之行（屬同一水平線之發光元件群）所對應之掃描線Y設 糾位準，而對以外之掃描線γ，則設Μ位準，而各別加以設定。因此，在一 =直掃描_ (1F) t，可依_定之選擇順序，對每_行分別作依序選擇。此外， _驅動電路〇2)除掃描信號SEL以外，也會發出驅動信號GP (或其基準 信^) ’以對第2圖所示之電晶㈣作導通控制。根據該驅動信號Gp設定驅 ]亦即’設定該發光元件⑴）中所含之有機EL元件〇led之亮度之期 間。 “另方面’資料線驅動電路（13)係與掃描線驅動電路（12)之線依序掃描 同步而从基準電流提供資料信號予各別之資料線幻心。如使用電流控制方 式’則資料線驅動電路⑴）包括可變電流源，可將規範該發光元件（⑴所發 2調變光之調變比例之資料（資料賴购a)，轉換成資料電流（咖）。 貝枓線驅動電路⑼在每_水平掃描期間⑽中，同時將此時要寫入資料之 200910792 資料電流·-起輸出，朗_時_下—水平掃描_要進行寫人之相關資 料之點’依序加以栓住〇atch)。在特定之水平掃描期間中，係依序检住與資料 線X之條數相當之m個資料。因此，在下一欢 隹下水千拎描期間中，所栓住之m個資 料將因資料電流Idata改變，而—起向各自之資料線办如輸出。 在此’掃描線驅動電路（12) 與資料線驅動電路（13)係以照明用光源（1〇) 。如第6圖所示，光源模組 ，而加以定義。在圖令之例 所設定之統顯，以平行方式驅動錄之電源模組 A-D係將照觀絲（1G)以直向及躺分割成區域 係將…明用光源（10)分割成4區域，而設定為4個光源模組。光源模組A_D各 別由内部所設置之多數發光元件⑴）所構成。屬於相同光源模組之多數發光元 件⑴）全部控制在相同之發光狀態，而不同之光源模組則相互獨立，而進行平 行方式之控制。以此方式在照_光源⑽）情形成4 _立之發送通道。在 選擇掃描線Y1.Yj之狀駐職騎xi_xi供給之龍（全部朗—之電流位 準\，係共同供給光源模組A内之所有發光元件（⑴。以此方式進行光源模組 A之發光狀態控制。此外，在此種狀態下，供應到龍線脱他之資料，係 共同對光職㈣仅各魏元件供應，耻方纽行规驗B讀光狀態控 制另方面，在選擇掃描線刑〜如之狀態下，對資料線χι_χ(所供給之資料， 系對光源換組C内之所有發光元件〇1)共同提供，以此方式進行光源模組c之 發光«控制。此外，在錄㈣絲麵樣則〜版之資料，係對光源模 組D内之各發光元件（11)制提供，以此方式進行對光源難D之發光狀態 I 1在以下之5兄明中’將光源模組a、b所對應之掃描線几力合稱為「掃描 線Yabj ’將對應於光源模組c、d之掃描線职〜价合稱為「掃描線加」。 21 200910792 貝料線Xac」，而將 同樣地，對光源模組A、C所對應之資料線χι_χί合稱為 光源模組B、M對應之資料線Xi+1〜Xm合稱為「資料線观」。 第7圖表示在-框架内之照_光源之操作時糊4圖中最上方之掃描線 Y1向最下方之掃描線Ym，依序選擇掃描線γ。在此情形下，對照明用光源⑽ 全體進行寫人麵之所需_為i «_tG.t2，分成料段之光雜組a、Β 選擇期間to-t卜以及後半段之光源模組c、D之選擇期間ti_t2

光源模組A、B之選擇期間t0-tl，即相當於由選擇掃描線秘所屬之掃插線 Y1時間始’直到掃描線Yj之選擇終了之期間。在此期間_中，資料線獅 上共同供應有光源模組A顧之資料Da，而該㈣Da所對應之位準，則維持於 資料線Xac上。該資料線Xae不但連接到光源模組A，也連接到光源模組c，但 因並未選擇掃描線Ycd ’故光源模組C係屬電氣分離。因此，供給資料線—之 貢料Da是供給絲模組A ’而其賴之寫人，則在光源模組a進行。此外，在 此期間tO-tl巾，資料線Xbd係共同供應光源模組B所用之資料创。該資料饥 所對應之位準則維持在資料線Xbd上。該資料線χΜ不但連接到光源模組B，也 連接到光源模組D’但因掃描線Yed為未選擇狀態，故光源模組〇係為電氣分離。 因此’供給在資料·線观上之資料既只會供給光源模組B，並只在光源模組B 進行相對應之資料寫入。 另一方面，光源模組C、D之選擇期間tl-t2,即相當於由選擇掃描線Ycd所 屬之掃描線Yj+Ι時間始，直到掃描線γη之選擇終了之期間。在此期間㈣中， 身料線版上共同供應有統模組C所用之資料Dc，而該資料De所對應之位 準’則維持於資料線Xac上。該資料線Xac不但連接到光源模組八，也連接到光 22 200910792 源模組C，但因並未選撕樣秘，故光源模組A係屬電氣分離。因此’供給 資料線如之資料以是供給絲模組C，而其對應之寫入，職光源模組C進 行。此外’在此期間tl-t2中，資料線χΜ係共同供應光源模組D所用之資料， /貝料Dd所對應之位準則維持在資料線χΜ上。此時因掃描線為未選擇狀 態’故光源模組B係為電氣修因此，供給在資料線观上之資獅只會供 給光源核組D，並只在光源模組D進行相對應之資料寫入。 此外，第7 _示__^源模_對應之掃娜群作依序掃故例。如能 將驅動電路之驅滅力麵縣分，_使令鱗描、轉全财域擇，也屬 可行，此點於下述之電壓控制方式中，也是相同。 (電壓控制方式） 在使用控制方式之情形，發信裝置之整體構成與第3圖所示者，大約相 同。但資料電壓Vdata係直接輸出到資料線χ，因此資料線驅動電路⑷上不需 使用可變電流源。第8，為以賴控制方式之發統件（11)之電路圖。其中 特別是關於稱為cc (電感控制）法之架構。單一發光元件（11)係由有機乩元 件OLED，三個電晶體Ή’ T4，T5 ’以及電容C所構成。電晶體下卜丁4，乃 之型式’全為Ν通道電晶體。不過，此僅其中一例，不得用以限制本發明之範圍。 開關電晶體Τ1之閘極係連接到供給掃描信號SEL之掃描線，而其沒極則連 接到供給資料電壓Vdata之資料線X。開關電晶體T1之源極則同時連接到電容c 之一端電極’以及驅動電晶體T4之閘極。對電容C之另一端電極，供給電位Vss， 而對驅動電晶體T4之汲極’則供給電源電位Vdd。控制電晶體T5係以驅動作號 GP作導通控制，其源極連接到有機EL元件OLED之正極。對該有機EL元件 23 200910792 OLED之負極，則供應電位Vss。 第9圖為第8圖所不之發光元件⑴）之操作時序圖。首先，於時間點扣 時，將掃描線SEL升為Η位準，開關電晶體Tl即導通（〇N)。此時，供給到 資料線X之資料電壓Vdata係、透過開關電晶n T1，而供應到電容c之一端電極， 而在電容C累積與資料電壓Vdata相當之電荷，為韻之寫人。而在時間點t〇 到時間點ti之期間’為將驅動信號轉在L位準，而將控制電晶體T5維持在 OFF之狀態。因此，對有機EL元件OLED供應驅動電流Ioled之電流通路，係 屬阻斷之情形。如此一來，在前半段之期間_中，有機EL元件〇LED並不發 光。 隨在前半段期間to-tl後之後半段期間tl_t2中，累積在電中之電荷所對 應之驅動t流lolecm錢EL秘QLED，使錢EL締QLED發光。在時 間點tl時’掃描信號SEL之位準下降到l位準，開關電晶體T1即成為〇FF。如 此，即停止對電容c之-端電極供給資料電壓Vdata，但因電容⑽累積之電荷， 而對驅動電晶體T4之閘極’供應相當於閘電壓Vg之電壓^在時間點u時，掃 描信號SEL之位準下降同_，在此之前為L位準之驅動信號Gp，上升成為h位 準’並在達到發光元件（U)下一個選擇開始之時間點t2之前，均維持在Η位 準。使用此種方式’可以形成驅動電流I〇led之電流通道，巾有機el元件〇led 則可依據轉在電容C之資料，發出經機之發光缝之光線。 在電愿控制之方式下，也與以電流控制方式下相同，而有如第7圖所示相同 之操作時序，而實現對第6騎示之光賴組A_D進行平行驅動。 如上所述，在本實施態樣中，作為照明光通信系統之照明用光源（10) ’係 24 200910792 使用具有高速反應性之材質特長之有機EL光源。因此而可實現較諸習知之白色 咖’在相同單位時_傳送更大量資料之目的，而可崎大量龍，以高速傳 送〇 此外’本實施態射’照明用光源⑽係分割成複數之光源模組AD，並 將之以平行方式驅動。如此-來，可以平行傳送資料，而完成以高速傳送大量資 料。此外，因為光源模組A-D係以多數之發光元件⑴）所構成，因此可以容易 轉進行光通信所需之必要光量。雜如此，職成照㈣光源⑽）之全 奴發光％件⑴）寫人資料時，並非同批錢行，而是根據掃描狀選擇，反 複進行部份性的寫人’並依序進行。因此不需使用驅動能力高之驅動電路，即可 轉描線之選擇及職騎輸出請，均能高速化，其絲乃能實現諸寫入之 鬲速化。 【圖式簡單說明】 第1圖即表示以單-光源形成之照明光通信系統之概要圖。 第2圖為以多數光源所形成之照明光通信系統之概要圖。 第3圖表7F使肚動型格狀絲之發信裝置之方塊圖。 第4圖為使用電流控制方式之發光元件之電路圖。 第5圖為第4圖所示發光元件之動作時序圖。 ^係將照嶋祕崎肖峨嫩驗从，而加以定義 第7圖表示在—框架内之照明用光源之操作時序圖。 第8圖即為以·控制方式之發光元件之電路圖。 第9圖為第8騎权發光元件之操作時序圖。 【主要元件符號說明】 25 發信裝置 收信裝置 控制電路 有機EL光源 受光部 解調部 序列/平行轉換電路 平行/序列轉換電路 鏡片 照明用光源 發光元件 掃描線驅動電路 資料線驅動電路 26

Claims (1)

1. 200910792 十、申請專利範圍： 一種照明光通耗統，其特徵在於，該照明光通㈣統具有·· 發域置’以作為照明用光源之有機el光源發射可依據發信資料而調變之調 變光，及 、置可接收賴則光騎發狀職光，轉触電氣信號 ，並將該轉 換所知之電氣信轉調銳發信資料。 申明專利㈣1項之照明光通信純，其特徵在於： 、月用光源由複數之有機EL元件所構成；且 該有機EL元件各別之發光面積為10-W以上’ 10-w以下。 3·如申請專利範圍第1項之照明光通信系統，其特徵在於： 該照明用光源具有： 通信用有機EL元件，以發射依據發信資料而調變之調變光，及 恥明用有機EL元件，以發射特定之非調變光。 4.如申請專利範圍第3項之照明光通信系統，其特徵在於： 5亥通信用有機EL元件係以使用營光之發光材料所製成，且 该照明用有機EL元件係以使用磷光之材料所製成。 5·如申請專利範圍第丨至4項中任—項之照明光通信系統，其特徵在於： 該發信裝置含有控制電路，以分別控制構成該照明用光源之各有機辽元件. 該控制電路與各該有機EL元件形成一體。 6·—種照明光通飼發絲置，該_光通制發信裝置具有·· 27 200910792 複數之掃描線； 複數之資料線； 照明用光源，以複數發光元件所構成，各該發光元件設於該掃描線及該資料線 以交又形成之格狀結構上；及 驅動電路，用以驅動該照明用光源，其驅動方式包括：自該掃描線中選擇對應 於資料寫入對象之發光元件之掃描線，並對該資料線令與該寫入對象之發光元件 相對應之資料線，輸出要發送至收信裝置之資料；其特徵在於： 該照明用光源分割成多數之區塊，而將一區塊定為一光源模組，使該驅動電路 以平行方式驅動多數之光源模組，並對屬同一光源模組之發光元件群，供给相同 之資料。 7. 如申請專利範圍第ό項之照明光通信用發信裝置，其特徵在於： 該驅動電路可依序或同時選擇該掃描線中，對應於該同一光源模組之複數掃描 線’並在選定該複婦贿之_，將騎應於制—辆漁之該複數資料線 之位準，維持在對應於該相同之資料之位準。 8. 如申請專機圍第6或7項之卿光通信用發信裝置，其特徵在於： 該發光元件具有： 暫存手段，用以暫存透過該資料線所提供之資料；及 發光有機EL元件，可依該暫存手段所暫存之資料而調變其發光強度。 9. 如申請專利㈣第8項之照明先通信用發信裝置，其特徵在於： 該驅動電路可對該資料線輸㈣料電流，料電流具有朗於該資料之電流 位準； 28 200910792 該發光元件個別另具有程式化電晶體；且 對該暫存手段寫入資料時，係以對該程式化電晶體之通道（channel)通以該 資料電流時，所產生之閘電壓為之。 10.如申請專利範圍第8項之照明光通信用發信裝置，其特徵在於： 該驅動電路可對該資料線輸出資料電壓，該資料電壓具有對應於該資料之電壓 位準；且 對該暫存手段寫入資料時，係以該資料電壓為之。 29