(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が供給されて発光する複数の有機ＥＬ素子と、
前記各有機ＥＬ素子に電流を供給する定電流回路と、
前記各有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧回路と、
発光時に複数の前記有機ＥＬ素子を前記定電流回路に直列接続し、また、逆バイアス電圧印加時に複数の前記有機ＥＬ素子を前記逆バイアス電圧回路に並列接続する切換回路と、を備えてなり、
前記有機ＥＬ素子として第１、第２の有機ＥＬ素子を有し、前記第１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第２の有機ＥＬ素子の陽極とが接続され、
前記切換回路は、前記第１の有機ＥＬ素子の陽極を前記定電流回路またはアース電位に接続する第１のスイッチと、前記第１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第２の有機ＥＬ素子の陽極との間と前記逆バイアス電圧回路の第１の電位との接続または非接続を切り換える第２のスイッチと、前記第２の有機ＥＬ素子の陰極を前記逆バイアス電圧回路の前記第１の電位よりも高い第２の電位または前記アース電位に接続する第３のスイッチと、を備え、
発光時においては、前記第１のスイッチを前記定電流回路に接続し、前記第２のスイッチを非接続とし、前記第３のスイッチを前記アース電位と接続し、
逆バイアス電圧印加時においては、前記第１のスイッチを前記アース電位に接続し、前記第２のスイッチを接続とし、前記第３のスイッチを前記第２の電位と接続することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
電流が供給されて発光する複数の有機ＥＬ素子と、
前記各有機ＥＬ素子に電流を供給する定電流回路と、
前記各有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧回路と、
発光時に複数の前記有機ＥＬ素子を前記定電流回路に直列接続し、また、逆バイアス電圧印加時に複数の前記有機ＥＬ素子を前記逆バイアス電圧回路に並列接続する切換回路と、を備えてなり、
前記有機ＥＬ素子として第１から第ｍの有機ＥＬ素子を有し、第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と第ｎの有機ＥＬ素子の陽極とが接続可能であり、
前記切換回路は、前記第１の有機ＥＬ素子の陽極を前記定電流回路またはアース電位に接続する第１のスイッチと、前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第ｎの有機ＥＬ素子の陽極との間と前記逆バイアス電圧回路との接続または非接続を切り換える第２のスイッチと、前記第ｍの有機ＥＬ素子の陰極を前記逆バイアス電圧回路または前記アース電位に接続する第３のスイッチと、前記第ｎの有機ＥＬ素子の陽極を前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極または前記アース電位に接続する第４のスイッチと、を備え、
発光時においては、前記第１のスイッチを前記定電流回路に接続し、前記第２のスイッチを非接続とし、前記第３のスイッチを前記アース電位と接続し、前記第４のスイッチを前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と接続し、
逆バイアス電圧印加時においては、前記第１のスイッチを前記アース電位に接続し、前記第２のスイッチを接続とし、前記第３のスイッチを前記逆バイアス電圧回路と接続し、前記第４のスイッチを前記アース電位に接続することを特徴とする発光装置。
【請求項３】
逆バイアス電圧が前記各有機ＥＬ素子に同一タイミングで印加されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
電流が供給されて発光する複数の有機ＥＬ素子の駆動方法であって、
前記有機ＥＬ素子として第１、第２の有機ＥＬ素子を有し、前記第１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第２の有機ＥＬ素子の陽極とが接続され、
発光時においては、前記第１の有機ＥＬ素子の陽極を電流を供給する定電流回路またはアース電位に接続する第１のスイッチを前記定電流回路に接続し、前記第１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第２の有機ＥＬ素子の陽極との間と逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧回路の第１の電位との接続または非接続を切り換える第２のスイッチを非接続とし、前記第２の有機ＥＬ素子の陰極を前記逆バイアス電圧回路の前記第１の電位よりも高い第２の電位または前記アース電位に接続する第３のスイッチを前記アース電位と接続して複数の前記有機ＥＬ素子を前記定電流回路に直列接続し、また、
逆バイアス電圧印加時においては、前記第１のスイッチを前記アース電位に接続し、前記第２のスイッチを接続とし、前記第３のスイッチを前記第２の電位と接続して複数の前記有機ＥＬ素子を前記逆バイアス電圧回路に並列接続することを特徴とする有機ＥＬ素子の駆動方法。
【請求項５】
電流が供給されて発光する複数の有機ＥＬ素子の駆動方法であって、
前記有機ＥＬ素子として第１から第ｍの有機ＥＬ素子を有し、第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と第ｎの有機ＥＬ素子の陽極とが接続可能であり、
発光時においては、前記第１の有機ＥＬ素子の陽極を電流を供給する定電流回路またはアース電位に接続する第１のスイッチを前記定電流回路に接続し、前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第ｎの有機ＥＬ素子の陽極との間と逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧回路との接続または非接続を切り換える第２のスイッチを非接続とし、前記第ｍの有機ＥＬ素子の陰極を前記逆バイアス電圧回路または前記アース電位に接続する第３のスイッチを前記アース電位と接続し、前記第ｎの有機ＥＬ素子の陽極を前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極または前記アース電位に接続する第４のスイッチを前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と接続して複数の前記有機ＥＬ素子を前記定電流回路に直列接続し、また、
逆バイアス電圧印加時においては、前記第１のスイッチを前記アース電位に接続し、前記第２のスイッチを接続とし、前記第３のスイッチを前記逆バイアス電圧回路と接続し、前記第４のスイッチを前記アース電位に接続して複数の前記有機ＥＬ素子を前記逆バイアス電圧回路に並列接続することを特徴とする有機ＥＬ素子の駆動方法。
【請求項６】
逆バイアス電圧が前記各有機ＥＬ素子に同一タイミングで印加されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の有機ＥＬ素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（Electro  Luminescence）素子を用いた発光装置及び有機ＥＬ素子の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機材料によって形成される自発光素子として知られる有機ＥＬ素子は、例えば、陽極となるＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）等からなる第１電極と、少なくとも発光層を有する有機層と、陰極となるアルミニウム（Ａｌ）等からなる非透光性の第２電極と、を順次積層してなるものである（特許文献１参照）。
【０００３】
かかる有機ＥＬ素子は、第１電極から正孔を注入し、また、第２電極から電子を注入して正孔及び電子が前記発光層にて再結合することによって光を発するものである。有機ＥＬ素子はディスプレイへの採用のほか、近年では有機ＥＬ素子を光源とした照明装置も開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−１９４３９３号公報
【特許文献２】特開２００３−２８２２４９号公報
【特許文献３】特開２００５−９１７１７号公報
【特許文献４】特開２００９−２３８４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機ＥＬ素子は、両電極が積層形成されている構造上の理由から製造工程における欠陥や高リーク部位などにより両電極が短絡して非発光部位を生じさせ、発光品質が低下するという問題が知られている。かかる問題の解決方法としては、これら短絡起因となる個所（以下、不良部位という）を製品出荷前に逆方向の電圧（以下、逆バイアス電圧という）を印加して事前に除去（破壊）し、短絡が発生しないように修復するエージング技術（例えば特許文献２参照）や、実駆動時に逆バイアス電圧を印加する期間を設ける自己修復方法が知られている（例えば特許文献３参照）。また、特許文献４には、複数の有機ＥＬ素子のうち異常を検出した有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加する方法が開示されている。
【０００６】
ところで、照明装置においてはディスプレイ用途と比較して面積の大きな有機ＥＬ素子を複数発光させるものがあるが、これら有機ＥＬ素子の輝度バラツキを抑制して均一発光させるためには複数の有機ＥＬ素子を直列接続して発光電流を供給することが望ましい。
しかしながら、かかる構成において逆バイアス電圧を発光電流を印加するのと同じ経路で一括して印加する場合は、発光駆動により不良部位の逆バイアスリークが成長するとその有機ＥＬ素子は正常な有機ＥＬ素子に比べて低インピーダンスとなるため、逆バイアス電圧が各有機ＥＬ素子のインピーダンス比に応じて分圧され、不良部位を除去するべき方の有機ＥＬ素子に修復に必要な値の逆バイアス電圧が印加されず、修復がされずに短絡が生じるという問題点があった。
これに対し、複数の有機ＥＬ素子を並列接続する場合は、逆バイアス電圧は各々の有機ＥＬ素子に印加されるものの、発光駆動時においては発光に必要な電流を個別に設定する必要があり輝度ムラが生じ、発光品質が低下するという問題がある。
さらに、発光電流を印加する経路と逆バイアス電圧を印加する経路とを別々に設ける場合は、各有機ＥＬ素子から配線を４本引き出す必要があり、スイッチの数も増えるため、各有機ＥＬ素子間の間隔が広くなったり、配線が複雑になるという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、この問題に鑑みてなされたものであり、発光の均一性を損なうことなく自己修復によって発光品質を保つことが可能な発光装置及び有機ＥＬ素子の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発光装置は、前記課題を解決するために、電流が供給されて発光する複数の有機ＥＬ素子と、
前記各有機ＥＬ素子に電流を供給する定電流回路と、
前記各有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧回路と、
発光時に複数の前記有機ＥＬ素子を前記定電流回路に直列接続し、また、逆バイアス電圧印加時に複数の前記有機ＥＬ素子を前記逆バイアス電圧回路に並列接続する切換回路と、を備えてなり、
前記有機ＥＬ素子として第１、第２の有機ＥＬ素子を有し、前記第１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第２の有機ＥＬ素子の陽極とが接続され、
前記切換回路は、前記第１の有機ＥＬ素子の陽極を前記定電流回路またはアース電位に接続する第１のスイッチと、前記第１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第２の有機ＥＬ素子の陽極との間と前記逆バイアス電圧回路の第１の電位との接続または非接続を切り換える第２のスイッチと、前記第２の有機ＥＬ素子の陰極を前記逆バイアス電圧回路の前記第１の電位よりも高い第２の電位または前記アース電位に接続する第３のスイッチと、を備え、
発光時においては、前記第１のスイッチを前記定電流回路に接続し、前記第２のスイッチを非接続とし、前記第３のスイッチを前記アース電位と接続し、
逆バイアス電圧印加時においては、前記第１のスイッチを前記アース電位に接続し、前記第２のスイッチを接続とし、前記第３のスイッチを前記第２の電位と接続することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の発光装置は、電流が供給されて発光する複数の有機ＥＬ素子と、
前記各有機ＥＬ素子に電流を供給する定電流回路と、
前記各有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧回路と、
発光時に複数の前記有機ＥＬ素子を前記定電流回路に直列接続し、また、逆バイアス電圧印加時に複数の前記有機ＥＬ素子を前記逆バイアス電圧回路に並列接続する切換回路と、を備えてなり、
前記有機ＥＬ素子として第１から第ｍの有機ＥＬ素子を有し、第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と第ｎの有機ＥＬ素子の陽極とが接続可能であり、
前記切換回路は、前記第１の有機ＥＬ素子の陽極を前記定電流回路またはアース電位に接続する第１のスイッチと、前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第ｎの有機ＥＬ素子の陽極との間と前記逆バイアス電圧回路との接続または非接続を切り換える第２のスイッチと、前記第ｍの有機ＥＬ素子の陰極を前記逆バイアス電圧回路または前記アース電位に接続する第３のスイッチと、前記第ｎの有機ＥＬ素子の陽極を前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極または前記アース電位に接続する第４のスイッチと、を備え、
発光時においては、前記第１のスイッチを前記定電流回路に接続し、前記第２のスイッチを非接続とし、前記第３のスイッチを前記アース電位と接続し、前記第４のスイッチを前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と接続し、
逆バイアス電圧印加時においては、前記第１のスイッチを前記アース電位に接続し、前記第２のスイッチを接続とし、前記第３のスイッチを前記逆バイアス電圧回路と接続し、前記第４のスイッチを前記アース電位に接続することを特徴とする。
【００１０】
また、逆バイアス電圧が前記各有機ＥＬ素子に同一タイミングで印加されることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、前記課題を解決するために、電流が供給されて発光する複数の有機ＥＬ素子の駆動方法であって、
前記有機ＥＬ素子として第１、第２の有機ＥＬ素子を有し、前記第１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第２の有機ＥＬ素子の陽極とが接続され、
発光時においては、前記第１の有機ＥＬ素子の陽極を電流を供給する定電流回路またはアース電位に接続する第１のスイッチを前記定電流回路に接続し、前記第１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第２の有機ＥＬ素子の陽極との間と逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧回路の第１の電位との接続または非接続を切り換える第２のスイッチを非接続とし、前記第２の有機ＥＬ素子の陰極を前記逆バイアス電圧回路の前記第１の電位よりも高い第２の電位または前記アース電位に接続する第３のスイッチを前記アース電位と接続して複数の前記有機ＥＬ素子を前記定電流回路に直列接続し、また、
逆バイアス電圧印加時においては、前記第１のスイッチを前記アース電位に接続し、前記第２のスイッチを接続とし、前記第３のスイッチを前記第２の電位と接続して複数の前記有機ＥＬ素子を前記逆バイアス電圧回路に並列接続することを特徴とする。
【００１２】
また、電流が供給されて発光する複数の有機ＥＬ素子の駆動方法であって、
前記有機ＥＬ素子として第１から第ｍの有機ＥＬ素子を有し、第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と第ｎの有機ＥＬ素子の陽極とが接続可能であり、
発光時においては、前記第１の有機ＥＬ素子の陽極を電流を供給する定電流回路またはアース電位に接続する第１のスイッチを前記定電流回路に接続し、前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と前記第ｎの有機ＥＬ素子の陽極との間と逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧回路との接続または非接続を切り換える第２のスイッチを非接続とし、前記第ｍの有機ＥＬ素子の陰極を前記逆バイアス電圧回路または前記アース電位に接続する第３のスイッチを前記アース電位と接続し、前記第ｎの有機ＥＬ素子の陽極を前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極または前記アース電位に接続する第４のスイッチを前記第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と接続して複数の前記有機ＥＬ素子を前記定電流回路に直列接続し、また、
逆バイアス電圧印加時においては、前記第１のスイッチを前記アース電位に接続し、前記第２のスイッチを接続とし、前記第３のスイッチを前記逆バイアス電圧回路と接続し、前記第４のスイッチを前記アース電位に接続して複数の前記有機ＥＬ素子を前記逆バイアス電圧回路に並列接続することを特徴とする。
【００１３】
また、逆バイアス電圧が前記各有機ＥＬ素子に同一タイミングで印加されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、発光の均一性を損なうことなく自己修復によって発光品質を保つことが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態である照明装置の電気的構成を示す図。
【図２】同上照明装置に用いられる有機ＥＬ素子を示す模式図。
【図３】同上照明装置における有機ＥＬ素子の駆動方法を説明する図。
【図４】同上照明装置における有機ＥＬ素子の駆動方法を説明する図。
【図５】本発明の第２の実施形態である照明装置の電気的構成を示す図。
【図６】同上照明装置における有機ＥＬ素子の駆動方法を説明する図。
【図７】同上照明装置における有機ＥＬ素子の駆動方法を説明する図。
【図８】同上照明装置の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面に基づいて本発明を照明装置に適用した実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態である照明装置１００の電気的構成を示す図である。照明装置１００は、後述する第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａを発光部とする第１、第２の有機ＥＬパネル１０、２０と、第１、第２の有機ＥＬパネル１０、２０に発光電流あるいは逆バイアス電圧を印加するための駆動回路４０と、を備える。また、照明装置１００は、駆動回路４０を制御する制御手段５０を備える。
【００１８】
図２（ａ）は、第１の有機ＥＬパネル１０に備えられる第１の有機ＥＬ素子１０Ａを示す図である。第１の有機ＥＬ素子１０Ａは、支持基板１１上に陽極となる第１電極１２と、有機層１３と、陰極となる第２電極１４と、を積層形成してなるものである。なお、第１の有機ＥＬ素子１０Ａは、吸湿剤が塗布される封止基板を支持基板１１上に配設して封止されるものであるが、図２ではこの封止基板を省略している。
【００１９】
支持基板１１は、例えば透光性の無アルカリガラスからなる矩形状の基板である。なお、アルカリガラス等のその他のガラス基板を用いてもよく、ガラス厚についても特に限定されない。支持基板１１上には、第１電極１２、有機層１３及び第２電極１４が順に積層形成される。
【００２０】
第１電極１２は、正孔を注入する陽極となるものであり、支持基板１１上にＩＴＯあるいはＡＺＯ等の透明導電材料をスパッタリング法あるいは真空蒸着法等の手段によって５０〜５００ｎｍの膜厚で層状に形成し、フォトエッチング等の手段によって所定の形状にパターニングされてなる。また、第１電極１２は、表面がＵＶ／Ｏ３処理やプラズマ処理等の表面処理を施されてなる。なお、第１電極１２のエッジを含む支持基板１１の周辺領域は例えばポリイミド系統の絶縁材料からなる絶縁膜（図示しない）で覆われ、発光部の形状を画定し、短絡などを防止する。
【００２１】
有機層１３は、少なくとも有機材料からなる発光層を含む多層からなり、第１電極１２上に形成されるものである。本実施形態においては、第１電極１２側から順に正孔注入層１３ａ、正孔輸送層１３ｂ、第１の発光層１３ｃ、第２の発光層１３ｄ及び電子輸送層１３ｅが順に積層形成されてなる。
【００２２】
正孔注入層１３ａは、第１電極１２から正孔を取り込む機能を有し、例えばアミン系化合物等の正孔輸送性有機材料を蒸着法等の手段によって膜厚２０〜１２０ｎｍ程度の層状に形成してなる。
【００２３】
正孔輸送層１３ｂは、正孔を第１の発光層１３ｃへ伝達する機能を有し、例えばアミン系化合物等の正孔輸送性材料を蒸着法等の手段によって膜厚２０〜４０ｎｍ程度の層状に形成してなる。
【００２４】
第１の発光層１３ｃは、電子輸送性の第１のホスト材料と正孔輸送性材料と発光を呈する第１の発光ドーパントとを共蒸着等の手段によって混合した膜厚２０〜６０ｎｍの混合層からなる。
前記第１のホスト材料は、正孔及び電子の輸送が可能であり、その分子内で正孔及び電子が再結合することで前記第１の発光ドーパントを発光させる機能を有する。ここで、電子輸送性のホスト材料とは電子輸送能力の比較的高い有機材料であり、具体的には電子移動度μｅが高く正孔移動度μｈが低い材料を言う。具体的には例えばアントラセン誘導体を用いる。前記正孔輸送性材料としては例えば正孔輸送層１３ｂと同様の材料を用いるが異なる材料でもよい。
前記第１の発光ドーパントは、正孔と電子との再結合に反応して発光する機能を有し、所定の発光色を示す有機材料からなる。本実施形態では例えば青緑色発光を示すスチリルアミン、アミン置換スチリルアミン化合物からなる蛍光材料で濃度消光を起こさない程度のドーピング量で用いる。
【００２５】
第２の発光層１３ｄは、電子輸送性の第２のホスト材料と正孔輸送性材料と発光を呈する第２の発光ドーパントとを共蒸着等の手段によって混合した膜厚２０〜６０ｎｍの混合層からなる。
前記第２のホスト材料は、正孔及び電子の輸送が可能であり、その分子内で正孔及び電子が再結合することで前記第２の発光ドーパントを発光させる機能を有する。ここで、電子輸送性のホスト材料とは電子輸送能力の比較的高い有機材料であり、具体的には電子移動度μｅが高く正孔移動度μｈが低い材料を言う。具体的には例えばアントラセン誘導体からなる。前記正孔輸送性材料としては例えば正孔輸送層１３ｂと同様の材料を用いるが異なる材料でもよい。
前記第２の発光ドーパントは、正孔と電子との再結合に反応して発光する機能を有し、前述の前記第１の発光ドーパントとは異なる所定の発光色を示す有機材料からなる。本実施形態では例えば橙色発光を示すフルオランテン骨格又はペンタセン骨格を有する蛍光材料で濃度消光を起こさない程度のドーピング量で用いる。なお、前記第１，第２の発光ドーパントとしては、蛍光材料のほか燐光材料あるいは熱遅延蛍光材料を用いてもよい。また、第１の発光層１３ｃと第２の発光層１３ｄとの発光色を逆にしてもよい。
【００２６】
電子輸送層１３ｅは、電子を第２の発光層１３ｄへ伝達する機能を有し、例えばトリアジン誘導体とアルカリ金属錯体とを共蒸着等の手段によって混合した膜厚２０〜６０ｎｍの混合層からなる。
【００２７】
第２電極１４は、電子を注入する陰極となるものであり、電子輸送層１３ｅ上に例えばＡｌ，マグネシウム（Ｍｇ），コバルト（Ｃｏ），Ｌｉ，金（Ａｕ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ）等の低抵抗導電材料をスパッタリング法や真空蒸着法等の手段によって膜厚２０〜３００ｎｍの層状に形成した導電膜からなるものである。
【００２８】
以上のように、第１電極１２と第２電極１４との間に電圧を印加すると所定の発光色（本実施形態においては白色）で発光する第１の有機ＥＬ素子１０Ａが構成されている。なお、第１電極１２あるいは第２電極１４と接続される引き回し配線や端子等の周知の内容については説明を簡略にするために適宜省略した。
【００２９】
図２（ｂ）は、第２の有機ＥＬパネル２０に備えられる第２の有機ＥＬ素子２０Ａを示す図である。第２の有機ＥＬ素子２０Ａは、支持基板２１上に陽極となる第１電極２２と、有機層２３と、陰極となる第２電極２４と、を積層形成してなるものである。また、有機層２３は、第１電極２２側から順に正孔注入層２３ａ、正孔輸送層２３ｂ、第１の発光層２３ｃ、第２の発光層２３ｄ及び電子輸送層２３ｅが順に積層形成されてなる。なお、各部は前述の第１の有機ＥＬ素子１０Ａと同様であり、その詳細は省略する。
【００３０】
駆動回路４０は、電源Ｖｃｃに接続され第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに定電流を供給するための定電流回路４１と、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに逆バイアス電圧を印加するための逆バイアス電圧回路４２と、発光時の第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに定電流を印加する接続状態と、逆バイアス電圧印加時の第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに逆バイアス電圧を印加する接続状態と、を切り換え可能な切換回路４３と、を有する。
切換回路４３は、第１の有機ＥＬ素子１０Ａの第１電極１２と接続され、第１電極１２を定電流回路４１またはアース電位（０Ｖ）に接続する第１のスイッチＳＷ１と、互いに接続される第１の有機ＥＬ素子１０Ａの第２電極１４と第２の有機ＥＬ素子２０Ａの第１電極２２との間と、逆バイアス電圧回路４２の第１の電位ＶＲ１（１０Ｖ）と、の接続または非接続を切り換える第２のスイッチＳＷ２と、第２の有機ＥＬ素子２０Ａの第２電極２４と接続され、第２電極２４を逆バイアス電圧回路４２の第１の電位ＶＲ１よりも高い第２の電位ＶＲ２（２０Ｖ）またはアース電位（０Ｖ）に接続する第３のスイッチＳＷ３と、を備える。切換回路４３は、制御手段５０からの制御信号に応じて第１〜第３のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の接続状態が切り換えられるものである。
【００３１】
制御手段５０は、主にマイコン（マイクロコンピュータ）から構成され、所定間隔で切換回路４３に制御信号を出力して、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａの発光を制御するものである。
【００３２】
以上の各部によって照明装置１００が構成されている。
【００３３】
次に、照明装置１００における第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａの駆動方法について説明する。
【００３４】
（発光時）
図３は、発光時における切換回路４３の接続状態を示している。発光時において、第１のスイッチＳＷ１は定電流回路４１に接続され、第２のスイッチＳＷ２は非接続（オープン）とされ、第３のスイッチＳＷ３はアース電位に接続される。かかる接続によって、定電流回路４１からの定電流は図中の矢印のように順方向に第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加され、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａは発光する。また、このとき第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａは定電流回路４１に直列接続されて定電流が印加されることとなり、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａは同一輝度となるため輝度ムラが発生しない。
【００３５】
（逆バイアス電圧印加時）
図４は、逆バイアス電圧印加時における切換回路４３の接続状態を示している。逆バイアス電圧印加時において、第１のスイッチＳＷ１はアース電位に接続され、第２のスイッチＳＷ２は接続（ショート）とされて逆バイアス電圧回路４２の第１の電位ＶＲ１を第１の有機ＥＬ素子１０Ａの第２電極１４と第２の有機ＥＬ素子２０Ａの第１電極２２との間に接続し、第３のスイッチＳＷ３は逆バイアス電圧回路４２の第２の電位ＶＲ２に接続される。かかる接続によって、第１の有機ＥＬ素子１０Ａには第１の電位ＶＲ１とアース電位との間で−１０Ｖの逆バイアス電圧が印加され、第２の有機ＥＬ素子２０Ａには第２の電位ＶＲ２と第１の電位ＶＲ１との間で同じく−１０Ｖの逆バイアス電圧が印加される。なお、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａは非発光である。このとき、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａは逆バイアス電圧回路４２に並列接続されてそれぞれ逆バイアス電圧が印加されることとなり、一方にのみ不良部位の逆バイアスリークの成長が生じ低インピーダンスとなった場合でも、それぞれに修復に要する値の逆バイアス電圧を印加することができる。また、逆バイアス電圧は第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａとで同一タイミングで印加されるため、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａが一定の時間差で交互に不灯となることがなく、ちらつき（フリッカー）による不快感を利用者に与えることがない。
【００３６】
以上により、照明装置１００及び有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａの駆動方法においては、発光時には直列接続にて定電流を有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加し、逆バイアス電圧は並列接続にて有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加することができ、発光の均一性を損なうことなく自己修復によって発光品質を保つことが可能となる。また、有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａから引き出す配線の増加はなく、回路構成の複雑化を抑制できる。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、前述の第１の実施形態と同一または相当箇所には同一符号を付してその詳細は省略する。
【００３８】
図５は、本発明の第２の実施形態である照明装置２００の電気的構成を示す図である。照明装置２００は、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａを発光部とする第１、第２の有機ＥＬパネル１０、２０と、第１、第２の有機ＥＬパネル１０、２０に発光電流あるいは逆バイアス電圧を印加するための駆動回路４０と、を備える。また、照明装置２００は、駆動回路４０を制御する制御手段５０を備える。駆動回路４０は、定電流回路４１と、逆バイアス電圧回路４２と、切換回路４４と、を備える。
【００３９】
照明装置２００が前述の第１の実施形態と異なる点は、切換回路４４の構成である。
切換回路４４は、第１の有機ＥＬ素子１０Ａの第１電極１２と接続され、第１電極１２を定電流回路４１またはアース電位（０Ｖ）に接続する第１のスイッチＳＷ１と、互いに接続可能な第１の有機ＥＬ素子１０Ａの第２電極１４と第２の有機ＥＬ素子２０Ａの第１電極２２との間と、逆バイアス電圧回路４２の第１の電位ＶＲ１１（１０Ｖ）との接続または非接続を切り換える第２のスイッチＳＷ２と、第２の有機ＥＬ素子２０Ａの第２電極２４と接続され、第２電極２４を逆バイアス電圧回路４２の第２の電位ＶＲ１２（１０Ｖ）またはアース電位（０Ｖ）に接続する第３のスイッチＳＷ３と、に加え、さらに、第２の有機ＥＬ素子２０Ａの第１電極２２を第１の有機ＥＬ素子の第２電極１４またはアース電位に接続する第４のスイッチＳＷ４を備える。なお、第２の実施形態においては第１の電位ＶＲ１１と第２の電位ＶＲ１２とは同電位である。切換回路４４は、制御手段５０からの制御信号に応じて第１〜第４のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の接続状態が切り換えられるものである。
【００４０】
次に、照明装置２００における第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａの駆動方法について説明する。
【００４１】
（発光時）
図６は、発光時における切換回路４４の接続状態を示している。発光時において、第１のスイッチＳＷ１は定電流回路４１に接続され、第２のスイッチＳＷ２は非接続（オープン）とされ、第３のスイッチＳＷ３はアース電位に接続され、第４のスイッチＳＷ４は第１の有機ＥＬ素子１０Ａの第２電極１４と接続される。かかる接続によって、定電流回路４１からの定電流は図中の矢印のように順方向に第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加され、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａは発光する。また、このとき第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａは定電流回路４１に直列接続されて定電流が印加されることとなり、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａは同一輝度となるため輝度ムラが発生しない。
【００４２】
（逆バイアス電圧印加時）
図７は、逆バイアス電圧印加時における切換回路４４の接続状態を示している。逆バイアス電圧印加時において、第１のスイッチＳＷ１はアース電位に接続され、第２のスイッチＳＷ２は接続（ショート）とされて逆バイアス電圧回路４２の第１の電位ＶＲ１１を第１の有機ＥＬ素子１０Ａの第２電極１４と第２の有機ＥＬ素子２０Ａの第１電極２２との間に接続し、第３のスイッチＳＷ３は逆バイアス電圧回路４２の第２の電位ＶＲ１２に接続され、第４のスイッチＳＷ４はアース電位に接続される。かかる接続によって、第１の有機ＥＬ素子１０Ａには第１の電位ＶＲ１１とアース電位との間で−１０Ｖの逆バイアス電圧が印加され、第２の有機ＥＬ素子２０Ａには第２の電位ＶＲ１２とアース電位との間で同じく−１０Ｖの逆バイアス電圧が印加される。なお、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａは非発光である。このとき、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａは逆バイアス電圧回路４２に並列接続されてそれぞれ逆バイアス電圧が印加されることとなり、一方にのみ不良部位の逆バイアスリークの成長が生じ低インピーダンスとなった場合でも、それぞれに修復に要する値の逆バイアス電圧を印加することができる。また、逆バイアス電圧は第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａとで同一タイミングで印加されるため、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａが一定の時間差で交互に不灯となることがなく、ちらつき（フリッカー）による不快感を利用者に与えることがない。また、照明装置２００においては第１の実施形態と比較して逆バイアス電圧回路４２で生成する電圧を低く抑えることができる。
【００４３】
以上により、照明装置２００及び有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａの駆動方法においては、発光時には直列接続にて定電流を有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加し、逆バイアス電圧は並列接続にて有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加することができ、発光の均一性を損なうことなく自己修復によって発光品質を保つことが可能となる。また、有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａから引き出す配線の増加はなく、回路構成の複雑化を抑制できる。
【００４４】
なお、照明装置２００は、３つ以上の有機ＥＬパネルを備える構成であってもよい。すなわち、照明装置２００は、第１の有機ＥＬ素子１０Ａから第ｍの有機ＥＬ素子をそれぞれ有する第１の有機ＥＬパネル１０から第ｍの有機ＥＬパネルを備える場合、第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と第ｎの有機ＥＬ素子の陽極とを接続可能とし、切換回路４４は、第１の有機ＥＬ素子１０Ａの陽極（第１電極１２）を定電流回路４１またはアース電位に接続する第１のスイッチＳＷ１と、第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と第ｎの有機ＥＬ素子の陽極との間と逆バイアス電圧回路４２との接続または非接続を切り換える第２のスイッチＳＷ２と、第ｍの有機ＥＬ素子の陰極を逆バイアス電圧回路４２またはアース電位に接続する第３のスイッチＳＷ３と、第ｎの有機ＥＬ素子の陽極を第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極またはアース電位に接続する第４のスイッチＳＷ４と、を備える。なお、ここでｍは２以上の正の整数であり（２≦ｍ）、ｎは２以上ｍ以下の正の整数である（２≦ｎ≦ｍ）。また、第２のスイッチＳＷ２と第４のスイッチＳＷ４とは、有機ＥＬ素子の個数ｍに応じてそれぞれｍ−１個設けられる。
そして、切換回路４４は、発光時においては、第１のスイッチＳＷ１を定電流回路４１に接続し、第２のスイッチＳＷ２を非接続とし、第３のスイッチＳＷ３をアース電位と接続し、第４のスイッチＳＷ４を第ｎ−１の有機ＥＬ素子の陰極と接続し、逆バイアス電圧印加時においては、第１のスイッチＳＷ１をアース電位に接続し、第２のスイッチＳＷ２を接続とし、第３のスイッチＳＷ３を逆バイアス電圧回路４２と接続し、第４のスイッチＳＷ４をアース電位に接続する。
【００４５】
さらに具体的に、図８は、照明装置２００が第１の有機ＥＬ素子１０Ａから第３の有機ＥＬ素子３０Ａをそれぞれ有する第１の有機ＥＬパネル１０から第３の有機ＥＬパネル３０を備える場合（ｍ＝３の場合）の電気的構成を示している。なお、第３の有機ＥＬ素子３０Ａ及び第３の有機ＥＬパネル３０は前述の第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａ及び第１、第２の有機ＥＬパネル１０、２０と同様の構成とする。
照明装置２００は、第１の有機ＥＬ素子１０Ａの陰極（第２電極１４）と第２の有機ＥＬ素子２０Ａの陽極（第１電極２２）とを接続可能とし、また、第２の有機ＥＬ素子２０Ａの陰極（第２電極２４）と第３の有機ＥＬ素子５０Ａの陽極とを接続可能とし、切換回路４４は、第１の有機ＥＬ素子１０Ａの陽極を定電流回路４１またはアース電位に接続する第１のスイッチＳＷ１と、第１の有機ＥＬ素子１０Ａの陰極と第２の有機ＥＬ素子２０Ａの陽極との間と逆バイアス電圧回路４２の第１の電位ＶＲ２１（１０Ｖ）との接続または非接続を切り換えるスイッチＳＷ２１（第２のスイッチＳＷ２）と、第２の有機ＥＬ素子２０Ａの陰極と第３の有機ＥＬ素子３０Ａの陽極との間と逆バイアス電圧回路４２の第２の電位ＶＲ２２（１０Ｖ）との接続または非接続を切り換えるスイッチＳＷ２２（第２のスイッチＳＷ２）と、第３の有機ＥＬ素子３０Ａの陰極を逆バイアス電圧回路４２の第３の電位ＶＲ２３（１０Ｖ）またはアース電位に接続する第３のスイッチＳＷ３と、第２の有機ＥＬ素子２０Ａの陽極を第１の有機ＥＬ素子１０Ａの陰極またはアース電位に接続するスイッチＳＷ４１（第４のスイッチＳＷ４）と、第３の有機ＥＬ素子３０Ａの陽極を第２の有機ＥＬ素子２０Ａの陰極またはアース電位に接続するスイッチＳＷ４２（第４のスイッチＳＷ４）と、を備える。したがって、第２のスイッチＳＷ２と第４のスイッチＳＷ４とは、有機ＥＬ素子の個数３に応じてそれぞれ２個設けられる。また、第１〜第３の電位ＶＲ２１〜ＶＲ２３は同電位である。
そして、切換回路４４は、発光時においては、第１のスイッチＳＷ１を定電流回路４１に接続し、第２のスイッチＳＷ２である２つのスイッチＳＷ２１、２２をそれぞれ非接続とし、第３のスイッチＳＷ３をアース電位と接続し、第４のスイッチＳＷ４である２つスイッチＳＷ４１、４２をそれぞれ第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａの陰極と接続し、逆バイアス電圧印加時においては、第１のスイッチＳＷ１をアース電位に接続し、第２のスイッチＳＷ２である２つのスイッチをそれぞれ接続とし、第３のスイッチＳＷ３を逆バイアス電圧回路４２の第３の電位ＶＲ２３と接続し、第４のスイッチＳＷ４である２つのスイッチＳＷ４１、４２をそれぞれアース電位に接続する。
かかる構成によっても、発光時には直列接続にて定電流を複数の有機ＥＬ素子に印加し、逆バイアス電圧は並列接続にて複数の有機ＥＬ素子に印加することができ、発光の均一性を損なうことなく自己修復によって発光品質を保つことが可能となる。また、有機ＥＬ素子から引き出す配線の増加はなく、回路構成の複雑化を抑制できる。
【００４６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００４７】
・有機ＥＬパネル
実施例１では、前述の実施形態に示す有機ＥＬ素子を使用した。まず、支持基板１１上に第１電極１２として膜厚３００ｎｍのＩＴＯをスパッタリング法で形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状にパターニングした。次に、配線抵抗を低減するための補助電極としてＡｌをスパッタリング法で膜厚５００ｎｍで形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状にパターニングした。次に、絶縁膜としてポリイミドを膜厚１μｍで第１電極１２及び補助電極を部分的に覆うようにスピン塗布法で形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状にパターニングし、その後２５０℃で１時間の加熱処理を行い絶縁膜を焼成した。次に、第１電極１２上に有機層１３として正孔注入層１３ａ、正孔輸送層１３ｂ、第１の発光層１３ｃ、第２の発光層１３ｄ及び電子輸送層１３ｅをこの順に真空蒸着法で形成した。次に、第２電極１４としてＡｌを真空蒸着法にて膜厚１００ｎｍで形成し、第１の有機ＥＬ素子１０Ａを設けた。
また、封止基板として０．５ｍｍ厚の平板ソーダガラスを用意し、後に第１の有機ＥＬ素子１０Ａを覆うように周縁部に１０μｍ経のスペーサを１ｗｔ％含む紫外線硬化型の接着剤を塗布した。その後、第１の有機ＥＬ素子１０Ａを形成した支持基板１１と封止基板とを窒素環境下のグローブボックスへ搬送し、両者を重ね合わせ、加圧及び紫外線を１０Ｊ照射することで接着させ、第１の有機ＥＬパネル１０を作製した。なお、第１の有機ＥＬパネル１０は、外形サイズが４８ｍｍ×５０ｍｍ、画素（発光部）サイズが４５ｍｍ×４５ｍｍの照明用パネルである。
また、上述と同様の方法で、第２の有機ＥＬ素子２０Ａを有する第２の有機ＥＬパネル２０を作製した。
・照明装置及び有機ＥＬ素子の駆動方法
実施例１は、前述の第１の実施形態に示す駆動回路４０を用いた照明装置１００とした。すなわち、第１〜第３のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を有する切換回路４３を介して互いに接続される第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａを定電流回路４１及び逆バイアス電圧回路４２に接続した。そして、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａの駆動方法として、発光時は、切換回路４３によって定電流回路４１から１５０ｍＡの定電流を直列接続で第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加し、逆バイアス電圧印加時は、切換回路４３によって逆バイアス電圧回路４２から周波数１００Ｈｚで逆バイアス電圧を５μｓｅｃ並列接続で第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加した。このとき、逆バイアス電圧回路４２の第１の電位ＶＲ１を１０Ｖとし、第２の電位ＶＲ２を２０Ｖとして、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに等しく−１０Ｖの逆バイアス電圧が同一タイミングで印加されるようにした。
【実施例２】
【００４８】
・有機ＥＬパネル
実施例２では、実施例１と同様にして第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａを有する第１、第２の有機ＥＬパネル１０、２０を作製した。
・照明装置及び有機ＥＬ素子の駆動方法
実施例２は、前述の第２の実施形態に示す駆動回路４０を用いた照明装置２００とした。すなわち、第１〜第４のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を有する切換回路４４を介して互いに接続可能な第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａを定電流回路４１及び逆バイアス電圧回路４２に接続した。そして、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａの駆動方法として、発光時は、切換回路４４によって定電流回路４１から１５０ｍＡの定電流を直列接続で第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加し、逆バイアス電圧印加時は、切換回路４４によって逆バイアス電圧回路４２から周波数１００Ｈｚで逆バイアス電圧を５μｓｅｃ並列接続で第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加した。このとき、逆バイアス電圧回路４２の第１の電位ＶＲ１及び第２の電位ＶＲ２はともに１０Ｖとして、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに等しく−１０Ｖの逆バイアス電圧が同一タイミングで印加されるようにした。
【００４９】
（比較例）
・有機ＥＬパネル
比較例では、実施例１と同様にして第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａを有する第１、第２の有機ＥＬパネル１０、２０を作製した。
・照明装置及び有機ＥＬ素子の駆動方法
比較例は、互いに接続される第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａを、定電流回路への直列接続と逆バイアス電圧回路への直列接続とを切り換え可能とし、発光時には定電流回路から１５０ｍＡの定電流を直列接続で第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加し、逆バイアス電圧印加時は、逆バイアス電圧回路から周波数１００Ｈｚで逆バイアス電圧を５μｓｅｃ直列接続で第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに印加した。このとき、逆バイアス電圧回路の電位を２０Ｖとして、第１、第２の有機ＥＬ素子１０Ａ、２０Ａに−１０Ｖずつ分圧されるようにした。
【００５０】
（評価方法）
実施例１、２及び比較例の評価方法として、８０℃の温度環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させる高温通電試験を１０００時間行った。かかる試験は、有機ＥＬ素子の寿命加速劣化試験として主に使用されるが、同様に短絡が発生する確率も高くなるため、逆バイアス電圧印加による修復性の評価にも使用できる。本試験の短絡発生確認を実施した結果を下表１に示す。
【表１】
0005854212.tif 000002
本試験結果によれば、比較例においては短絡が発生し、また、リーク電流値が上昇しているのに対し、本発明を適用した実施例１及び実施例２においては短絡が一切発生せず、またリーク電流値が減少する効果も確認できるため、本発明が修復性が高く短絡抑制効果があることは明らかである。
【００５１】
以上の説明は本発明を例示するものであって、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、変形が可能でことが言うまでもない。本実施形態では発光装置として照明装置１００、２００を挙げたが、他には表示装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、有機ＥＬ素子を用いた発光装置に好適である。
【符号の説明】
【００５３】
１００、２００  照明装置
１０  第1の有機ＥＬパネル
１０Ａ  第1の有機ＥＬ素子
２０  第２の有機ＥＬパネル
２０Ａ  第２の有機ＥＬ素子
３０  第３の有機ＥＬパネル
３０Ａ  第３の有機ＥＬ素子
４０  駆動回路
４１  定電流回路
４２  逆バイアス電圧回路
４３、４４  切換回路
５０  制御手段
【図１】
0005854212.tif 000003
【図２】
0005854212.tif 000004
【図３】
0005854212.tif 000005
【図４】
0005854212.tif 000006
【図５】
0005854212.tif 000007
【図６】
0005854212.tif 000008
【図７】
0005854212.tif 000009
【図８】
0005854212.tif 000010