(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、該一対の電極間に配置された有機層と、を備える有機ＥＬ素子の寿命推定方法であって、
前記有機ＥＬ素子への印加電流密度及び／又は前記有機ＥＬ素子の雰囲気温度を変化させた際の、前記有機ＥＬ素子の素子特性の経時変化データを取得するデータ取得ステップと、
前記経時変化データのフィッティング関数を求め、該フィッティング関数から前記印加電流密度及び／又は前記雰囲気温度における前記素子特性の経時変化を特徴づける経時変化パラメータを抽出するパラメータ抽出ステップと、
前記印加電流密度及び／又は前記雰囲気温度における前記有機層の発光時の温度上昇値を用いて前記経時変化パラメータの温度依存性を算出し、前記有機ＥＬ素子の寿命推定式を設定する推定式設定ステップと、
前記寿命推定式を用いて前記有機ＥＬ素子の寿命を推定する寿命推定ステップと、
を備える、有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【請求項２】
前記経時変化パラメータが、前記フィッティング関数における、前記有機ＥＬ素子の輝度、光束、放射束若しくはフォトン数である発光強度、単位投入電力あたりの光束を示す発光効率、単位電流あたり外部に取り出されるフォトン数を示す外部量子効率、又は、閾値若しくは一定電流となる駆動電圧、の経時変化を特徴づける関数の係数である、請求項１に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【請求項３】
前記推定式設定ステップにおいて、前記温度依存性に基づいて前記経時変化パラメータを補正し、前記経時変化パラメータの他の因子による依存性を導出することによって、前記温度依存性を表す項と前記他の因子による依存性を表す項との積を含む前記寿命推定式を設定する、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【請求項４】
前記他の因子が、前記有機ＥＬ素子に対する前記印加電流密度、印加電圧又は投入電力である、請求項３に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【請求項５】
前記温度上昇値が、前記有機ＥＬ素子の電流−電圧特性測定若しくは発光強度の過渡特性測定、又は、前記有機層のラマン分光測定によって得られた温度上昇値である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【請求項６】
前記温度上昇値が、
複数の雰囲気温度において、前記有機ＥＬ素子を各雰囲気温度下で所定時間保持し、前記有機ＥＬ素子にパルス電流を印加したときの前記電極間の電圧を測定することにより、前記有機層の温度と前記電圧との相関に関する初期情報を取得する第１のステップと、
前記有機ＥＬ素子の駆動及び停止を行う第２のステップと、
前記第２のステップの後に、前記有機ＥＬ素子を所定の雰囲気温度Ｔ１下で所定時間保持し、有機ＥＬ素子に前記第１のステップにおけるパルス電流と同一のパルス電流を印加したときの電圧Ｖ１を測定する第３のステップと、
前記第３のステップで得られた温度Ｔ１及び電圧Ｖ１に基づいて前記初期情報を補正し、前記有機層の温度と前記電圧との相関に関する補正情報を取得する第４のステップと、
前記有機ＥＬ素子に前記第１のステップにおけるパルス電流と同一のパルス電流を印加したときの前記電極間の電圧Ｖ２を測定し、前記補正情報に基づいて電圧Ｖ２に対応する温度Ｔ２を取得する第５のステップと、
を備える方法によって得られた温度上昇値である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【請求項７】
前記第１のステップの前に、前記第２のステップにおける印加電流値と同一の印加電流値で前記有機ＥＬ素子を駆動するステップを更に備える、請求項６に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【請求項８】
前記第１のステップが、前記複数の雰囲気温度のうち一部又は全部の雰囲気温度において、前記有機ＥＬ素子にパルス電流を印加する前に、前記第２のステップにおける印加電流値と同一の印加電流値で前記有機ＥＬ素子を駆動するステップを含む、請求項６に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【請求項９】
前記データ取得ステップにおいて、前記経時変化パラメータと共に前記有機層の温度上昇値を取得することで、前記温度の経時変化を測定し、
前記推定式設定ステップにおいて、前記温度上昇値の経時変化を用いて前記寿命推定式を設定する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【請求項１０】
前記経時変化データのフィッティング関数が下記式（１）、（２）又は（３）である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【数１】
0005870233.tif 000028
【数２】
0005870233.tif 000029
【数３】
0005870233.tif 000030
［式（１）、（２）及び（３）中、Ｌ（ｔ）は有機ＥＬ素子の寿命試験開始からｔ時間後の発光強度を表し、Ｌ０は有機ＥＬ素子の寿命試験開始時の発光強度を表し、ａｉ、ｂ、ｃ、ｄ、τｉ及びτは経時変化パラメータを表す。］
【請求項１１】
前記経時変化データのフィッティング関数が下記式（７）、（８）又は（９）である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法。
【数４】
0005870233.tif 000031
【数５】
0005870233.tif 000032
【数６】
0005870233.tif 000033
［式（７）、（８）及び（９）中、Ｌ（ｔ）は有機ＥＬ素子の寿命試験開始からｔ時間後の発光強度を表し、Ｌ０は有機ＥＬ素子の寿命試験開始時の発光強度を表し、ａｉ、ｂ、ｃ、ｄ、τｉ、τ及びγは経時変化パラメータを表し、ｇ（ｔ）は有機ＥＬ素子の初期劣化に対応するｔの関数を表す。］
【請求項１２】
有機ＥＬ素子の寿命を推定する有機ＥＬ素子の寿命推定装置であって、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法を用いて前記有機ＥＬ素子の寿命を推定する寿命推定部と、
前記温度上昇値を取得する温度取得部と、
を備える、有機ＥＬ素子の寿命推定装置。
【請求項１３】
前記温度取得部が、
前記有機ＥＬ素子の雰囲気温度を制御する温度制御部と、
前記有機ＥＬ素子にパルス電流を印加するパルス電流源と、
前記パルス電流を前記有機ＥＬ素子に印加したときの前記一対の電極間の電圧を測定する電圧測定部と、
前記有機層の温度と前記電圧との相関に関する情報を処理する情報処理部と、を備える温度取得システムで構成されている、請求項１２に記載の寿命推定装置。
【請求項１４】
一対の電極間に有機層を配置して有機ＥＬ素子を得るステップと、
前記有機ＥＬ素子の寿命を請求項１〜１１のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法を用いて推定するステップと、
推定された前記寿命と寿命の基準値とを比較し、前記有機ＥＬ素子の良否を判定するステップと、
を備え、
前記良否を判定するステップにおいて良品と判定された有機ＥＬ素子を得る、有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１５】
有機ＥＬ素子と、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の寿命推定方法を用いて前記有機ＥＬ素子の寿命を推定する寿命推定部と、
前記温度上昇値を取得する温度取得部と、
を備える、発光装置。
【請求項１６】
前記温度取得部が、
前記有機ＥＬ素子の雰囲気温度を制御する温度制御部と、
前記有機ＥＬ素子にパルス電流を印加するパルス電流源と、
前記パルス電流を前記有機ＥＬ素子に印加したときの前記一対の電極間の電圧を測定する電圧測定部と、
前記有機層の温度と前記電圧との相関に関する情報を処理する情報処理部と、を備える温度取得システムで構成されている、請求項１５に記載の発光装置。
【請求項１７】
推定された前記寿命と寿命の基準値とを比較して前記有機ＥＬ素子の寿命を判別する寿命判別部を更に備える、請求項１５又は１６に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の寿命推定方法、寿命推定装置及び製造方法、並びに発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、例えば照明用光源として用いられる場合、標準条件（例えば３０００〜５０００ｃｄ／ｍ２の輝度）において、４００００時間程度以上の寿命を有することが必要とされている。一方で、有機ＥＬ素子の寿命試験においては、４００００時間のような長時間測定することは長時間を要し現実的でなく、例えば輝度を著しく高くするといった有機ＥＬ素子の劣化が加速される加速条件で寿命を測定することが一般的である。【０００３】
このような加速条件で寿命試験を行う場合、加速条件での寿命から標準条件での寿命を正確に推定することが重要となる。従来、有機ＥＬ素子の寿命を推定する方法として、有機ＥＬ素子の劣化曲線を印加電流密度のベキ乗とする関数でフィッティングする方法（例えば非特許文献２及び３参照）、有機ＥＬ素子を駆動する際の環境温度の関数でフィッティングする方法（例えば非特許文献１参照）などが用いられている。【０００４】
また、有機ＥＬ素子は、特に照明、ディスプレイ等の光源用途においては、使用に伴う有機ＥＬ素子の劣化を抑制することが求められる。有機ＥＬ素子の劣化は有機ＥＬ素子を構成する有機層の温度と相関があると考えられているため、有機ＥＬ素子の劣化の抑制を図る上では、有機層の温度を正確に測定することが重要となる。【０００５】
従来、ラマン分光法等の光学的な手法を用いて有機層の温度を測定する技術が知られているが、測定精度や簡便性の点で問題がある。これに対して、特許文献１には、異なる複数の雰囲気温度において、有機ＥＬ素子にパルス波形の電圧信号又は電流信号を与えることによって有機ＥＬ素子の電流−電圧−温度特性を予め測定しておき、その電流−電圧−温度特性に基づいて有機ＥＬ素子の内部温度を算出する方法が開示されている。【０００６】
また、非特許文献１には、一定の低電流信号を用い、異なる複数の雰囲気温度において、有機ＥＬ素子に電流信号を与えることによって有機ＥＬ素子の電圧−温度特性を予め測定しておき、その電圧−温度特性に基づいて有機ＥＬ素子の内部温度を算出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−４３１４３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】"Commercializationof World's First all-phosphorescent OLED Product for Lighting Application", SID2012 DIGEST, 605-609
【非特許文献２】"Physicalmechanism responsible for the stretched exponential decay behavior of agingorganic light-emitting diodes", Applied Physics Letters 87, 213502 (2005)
【非特許文献３】"Studyon scalable Coulombic degradation for estimating the lifetime of organiclight-emitting devices", Journal of Physics D: Applied Physics,44,155103(2011)
【非特許文献４】"Transient thermal characterization of organiclight-emitting diodes", Semiconductor Science and Technology, 27, 105011 (2012)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の寿命推定方法では、特に高電流密度条件による寿命試験データを用いた場合、有機ＥＬ素子の寿命を正確に推定できないおそれがあった。【００１０】
本発明の目的は、有機ＥＬ素子の寿命を正確に推定できる有機ＥＬ素子の寿命推定方法、寿命推定装置及び製造方法、並びに発光装置を提供することである。【００１１】
また、本発明者らの検討によれば、有機ＥＬ素子の劣化に伴って電流−電圧−温度特性が変化するため、特許文献１に開示されている方法のように予め測定された有機ＥＬ素子の電流−電圧−温度特性に基づいて劣化後の有機ＥＬ素子の温度を算出した場合、算出される温度の精度が必ずしも高くないことが分かった。【００１２】
本発明の他の目的は、有機ＥＬ素子の有機層の温度を高い精度で測定することが可能な有機ＥＬ素子における有機層の温度を取得する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る有機ＥＬ素子の寿命推定方法は、一対の電極と、該一対の電極間に配置された有機層と、を備える有機ＥＬ素子の寿命推定方法であって、有機ＥＬ素子への印加電流密度及び／又は有機ＥＬ素子の雰囲気温度（環境温度）を変化させた際の、有機ＥＬ素子の素子特性の経時変化データを取得するデータ取得ステップと、経時変化データのフィッティング関数を求め、該フィッティング関数から印加電流密度及び／又は雰囲気温度（環境温度）における素子特性の経時変化を特徴づける経時変化パラメータを抽出するパラメータ抽出ステップと、印加電流密度及び／又は雰囲気温度（環境温度）における有機層の発光時の温度上昇値を用いて経時変化パラメータの温度依存性を算出し、有機ＥＬ素子の寿命推定式を設定する推定式設定ステップと、寿命推定式を用いて有機ＥＬ素子の寿命を推定する寿命推定ステップと、を備える。【００１４】
本発明の有機ＥＬ素子の寿命推定方法では、有機ＥＬ素子の素子特性の経時変化データのフィッティング関数から経時変化パラメータを抽出し、有機層の発光時の温度上昇値を用いて経時変化パラメータの温度依存性を求めた上で、有機ＥＬ素子の寿命推定式を設定する。つまり、この有機ＥＬ素子の寿命推定方法では、寿命推定式が有機層の発光時の温度上昇値を考慮した式となっているため、有機ＥＬ素子の寿命に影響する電流印加による有機層の自己発熱も考慮して有機ＥＬ素子の寿命を推定することとなる。したがって、本発明の有機ＥＬ素子の寿命推定方法によれば、従来の寿命推定方法に比べて有機ＥＬ素子の寿命をより正確に推定することが可能となる。さらに、有機ＥＬ素子に印加する電流密度が大きい（すなわち、有機層の自己発熱が大きい）場合であっても、正確に有機ＥＬ素子の寿命を推定することができる優れた寿命推定方法となる。【００１５】
経時変化パラメータが、フィッティング関数における、有機ＥＬ素子の輝度、光束、放射束若しくはフォトン数である発光強度、単位投入電力あたりの光束を示す発光効率、単位電流あたり外部に取り出されるフォトン数を示す外部量子効率、又は、閾値若しくは一定電流となる駆動電圧、の経時変化を特徴づける関数の係数であることが好ましい。この場合、簡易に測定できる特性に基づいて、有機ＥＬ素子の寿命の推定が可能となる。【００１６】
推定式設定ステップにおいて、温度依存性に基づいて経時変化パラメータを補正し、経時変化パラメータの他の因子による依存性を導出することによって、温度依存性を表す項と他の因子による依存性を表す項との積を含む寿命推定式を設定することが好ましい。この場合、寿命推定式が有機層の温度上昇値に加えて他の因子を考慮した式となるため、有機ＥＬ素子の寿命をより正確に推定できる。【００１７】
他の因子が、有機ＥＬ素子に対する印加電流密度、印加電圧又は投入電力であることが好ましい。この場合、寿命推定式が有機ＥＬ素子の寿命への影響が大きい因子を考慮した式となるため、有機ＥＬ素子の寿命をより正確に推定できる。【００１８】
温度上昇値が、有機ＥＬ素子の電流−電圧特性測定若しくは発光強度の過渡特性測定、又は、有機層のラマン分光測定によって得られた温度上昇値であることが好ましい。この場合、より正確な有機層の温度上昇値を用いることができるため、有機ＥＬ素子の寿命をより正確に推定できる。【００１９】
温度上昇値は、複数の雰囲気温度において、有機ＥＬ素子を各雰囲気温度下で所定時間保持し、有機ＥＬ素子にパルス電流を印加したときの電極間の電圧を測定することにより、有機層の温度と電圧との相関に関する初期情報を取得する第１のステップと、有機ＥＬ素子の駆動及び停止を行う第２のステップと、第２のステップの後に、有機ＥＬ素子を所定の雰囲気温度Ｔ１下で所定時間保持し、有機ＥＬ素子に第１のステップにおけるパルス電流と同一のパルス電流を印加したときの電圧Ｖ１を測定する第３のステップと、第３のステップで得られた温度Ｔ１及び電圧Ｖ１に基づいて初期情報を補正し、有機層の温度と電圧との相関に関する補正情報を取得する第４のステップと、有機ＥＬ素子に第１のステップにおけるパルス電流と同一のパルス電流を印加したときの電極間の電圧Ｖ２を測定し、補正情報に基づいて電圧Ｖ２に対応する温度Ｔ２を取得する第５のステップと、を備える方法によって得られた温度上昇値であることが好ましい。【００２０】
この方法では、第３のステップにおいて、駆動後の有機ＥＬ素子に対してパルス電流を印加したときの電極間の電圧を測定し、第４のステップにおいて、予め測定された有機層の温度と電圧との相関に関する初期情報を第３ステップで測定された有機層の温度及び電圧に基づき補正して補正情報を得ている。そのため、この方法では、劣化後の有機ＥＬ素子における有機層の温度と電極間の電圧との相関に基づいて有機ＥＬ素子の温度測定が行われる。したがって、駆動に伴って劣化した有機ＥＬ素子に対しても、有機層の温度を高い精度で測定することが可能となる。【００２１】
上記の方法は、第１のステップの前に、第２のステップにおける印加電流値と同一の印加電流値で有機ＥＬ素子を駆動するステップを更に備えることが好ましい。この場合、駆動の際の電流印加自体によって有機層の温度と電圧との相関が変化する有機ＥＬ素子に対しても、有機層の温度を高い精度で測定することが可能となる。【００２２】
上記の第１のステップは、複数の雰囲気温度のうち一部又は全部の雰囲気温度において、有機ＥＬ素子にパルス電流を印加する前に、第２のステップにおける印加電流値と同一の印加電流値で有機ＥＬ素子を駆動するステップを含むことが好ましい。この場合、駆動の際の電流印加及び有機層の温度に依存して有機層の温度と電圧との相関が変化する有機ＥＬ素子に対しても、有機層の温度を高い精度で測定することが可能となる。【００２３】
データ取得ステップにおいて、経時変化パラメータと共に有機層の温度上昇値を取得することで、温度上昇値の経時変化を測定し、推定式設定ステップにおいて、温度上昇値の経時変化を用いて寿命推定式を設定することが好ましい。この場合、寿命推定式が有機層の温度の経時変化を考慮した式となるため、有機ＥＬ素子の寿命をより正確に推定できる。【００２４】
経時変化データのフィッティング関数としては、下記式（１）、（２）又は（３）を用いることができる。
【数１】
0005870233.tif 000002
【数２】
0005870233.tif 000003
【数３】
0005870233.tif 000004
［式（１）、（２）及び（３）中、Ｌ（ｔ）は有機ＥＬ素子の寿命試験開始からｔ時間後の発光強度を表し、Ｌ０は有機ＥＬ素子の寿命試験開始時の発光強度を表し、ａｉ、ｂ、ｃ、ｄ、τｉ及びτは経時変化パラメータを表す。］【００２５】
本発明に係る有機ＥＬ素子の寿命推定装置は、有機ＥＬ素子の寿命を推定する有機ＥＬ素子の寿命推定装置であって、上記の有機ＥＬ素子の寿命推定方法を用いて有機ＥＬ素子の寿命を推定する寿命推定部と、温度上昇値を取得する温度取得部と、を備えている。本寿命推定装置によれば、従来の寿命推定装置に比べて、有機ＥＬ素子の寿命をより正確に推定することが可能となる。【００２６】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、一対の電極間に有機層を配置して有機ＥＬ素子を得るステップと、得られた有機ＥＬ素子の寿命を上記の有機ＥＬ素子の寿命推定方法を用いて推定するステップと、推定された寿命と寿命の基準値とを比較し、有機ＥＬ素子の良否を判定するステップと、を備える。本製造方法によれば、従来の製造方法に比べて、寿命がより正確に推定された良品の有機ＥＬ素子を製造することが可能となる。【００２７】
本発明に係る発光装置は、有機ＥＬ素子と、上記の有機ＥＬ素子の寿命推定方法を用いて有機ＥＬ素子の寿命を推定する寿命推定部と、温度上昇値を取得する温度取得部と、を備えている。本発光装置によれば、従来の発光装置に比べて、有機ＥＬ素子の寿命をより正確に推定及び判別することが可能となる。【００２８】
上記の寿命推定装置及び発光装置における温度取得部は、有機ＥＬ素子の雰囲気温度を制御する温度制御部と、有機ＥＬ素子にパルス電流を印加するパルス電流源と、パルス電流を有機ＥＬ素子に印加したときの一対の電極間の電圧を測定する電圧測定部と、有機層の温度と電圧との相関に関する情報を処理する情報処理部と、を備える温度取得システムで構成されていてもよい。【００２９】
発光装置は、推定された寿命と寿命の基準値とを比較して有機ＥＬ素子の寿命を判別する寿命判別部を更に備えていてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、従来の寿命推定方法に比べて有機ＥＬ素子の寿命を正確に推定できる有機ＥＬ素子の寿命推定方法、寿命推定装置及び製造方法、並びに発光装置を提供することができる。さらに、有機ＥＬ素子に印加する電流密度が大きい（すなわち、有機層の自己発熱が大きい）場合であっても、正確に有機ＥＬ素子の寿命を推定するができる優れた有機ＥＬ素子の寿命推定方法、寿命推定装置及び製造方法、並びに発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子の寿命推定装置の構成要素を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子の寿命推定方法を示すフローチャートである。
【図３】有機ＥＬ素子の劣化曲線の一例を示す図である。
【図４】有機ＥＬ素子の劣化曲線の印加電流密度依存性の一例を示す図である。
【図５】印加電流密度と有機層の温度との関係の一例を示す図である。
【図６】経時変化パラメータの温度依存性の一例を示す図である。
【図７】経時変化パラメータから温度依存性を除外した場合の、経時変化パラメータの印加電流密度依存性の一例を示す図である。
【図８】各環境温度における経時変化パラメータの印加電流密度依存性の一例を示す図である。
【図９】初期輝度と寿命試験時間との関係の一例を示す図である。
【図１０】有機ＥＬ素子の劣化曲線の印加電流密度依存性の他の例を示す図である。
【図１１】種々の加速条件における規格化された経過時間に対する有機ＥＬ素子の劣化曲線の一例を示す図である。
【図１２】経時変化パラメータの温度依存性の他の例を示す図である。
【図１３】経時変化パラメータから温度依存性を除外した場合の、経時変化パラメータの印加電流密度依存性の他の例を示す図である。
【図１４】各環境温度における経時変化パラメータの印加電流密度依存性の他の例を示す図である。
【図１５】有機ＥＬ素子の寿命推定装置又は発光装置が有するテーブルの一例を示す図である。
【図１６】従来の寿命推定方法を用いた場合の経時変化パラメータの印加電流密度依存性の一例を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る温度取得システムの構成要素を示す図である。
【図１８】初期検量線と補正検量線との関係の一例を示す図である。
【図１９】実施例における初期検量線と補正検量線との関係を示す図である。
【図２０】実施例における電流印加による検量線の変化を示す図である。
【図２１】実施例における有機層の温度と電極間の電圧との相関を示す図である。
【図２２】実施例における印加電流値と検量線の変化との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る有機ＥＬ素子の寿命推定方法、寿命推定装置及び製造方法、並びに発光装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００３３】
本実施形態の有機ＥＬ素子の寿命推定方法は、一対の電極と、該一対の電極間に配置された有機層と、を備える有機ＥＬ素子の寿命推定方法であって、有機ＥＬ素子への印加電流密度及び／又は有機ＥＬ素子の雰囲気温度（環境温度）を変化させた際の、有機ＥＬ素子の素子特性の経時変化データを取得するデータ取得ステップと、経時変化データのフィッティング関数を求め、該フィッティング関数から印加電流密度及び／又は雰囲気温度（環境温度）における素子特性の経時変化を特徴づける経時変化パラメータを抽出するパラメータ抽出ステップと、印加電流密度及び／又は雰囲気温度（環境温度）における有機層の発光時の温度上昇値を用いて経時変化パラメータの温度依存性を算出し、有機ＥＬ素子の寿命推定式を設定する推定式設定ステップと、寿命推定式を用いて有機ＥＬ素子の寿命を推定する寿命推定ステップと、を備える。
【００３４】
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の寿命推定装置の構成要素を示す図である。同図に示すように、寿命推定装置１は、例えば、寿命推定部２と、温度取得部３と、有機ＥＬ素子４を設置する設置部５と、有機ＥＬ素子４を駆動する駆動部６とを備えている。
【００３５】
有機ＥＬ素子４の構成は、一対の電極と一対の電極間に配置された有機層とを含む（二つの電極と、該二つの電極によって挟持された有機層とを有し、電流印加によって発光する）構成であれば特に制限されない。有機ＥＬ素子４の構成としては、基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極という構成が例示できる。この例の場合、例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層をそれぞれ有機層によって構成することができる。
【００３６】
設置部５は、例えば有機ＥＬ素子４が設置されている雰囲気の温度（以下「雰囲気温度」又は「環境温度」という。）を所定の温度に保つことが可能な恒温槽で構成されている。駆動部６は、有機ＥＬ素子４に所定の直流電流を印加することによって、有機ＥＬ素子４を駆動する。
【００３７】
寿命推定部２は、データ取得ステップと、パラメータ抽出ステップと、推定式設定ステップと、寿命推定ステップと、を備える有機ＥＬ素子の寿命推定方法によって、有機ＥＬ素子４の寿命を推定する。図２は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の寿命推定方法の一例を示すフローチャートである。
【００３８】
データ取得ステップにおいては、有機ＥＬ素子への印加電流密度及び／又は有機ＥＬ素子の環境温度を変化させ、各印加電流密度及び／又は各環境温度における有機ＥＬ素子の素子特性の経時変化を測定する寿命試験を行う。本実施形態において「素子特性」とは、輝度、光束、放射束又はフォトン数といった発光強度を意味する。
【００３９】
本実施形態では、有機ＥＬ素子の初期輝度が所定の値（例えば１０００〜５０００ｃｄ／ｍ２）となる電流密度Ｊ０を有機ＥＬ素子に印加すると共に、有機ＥＬ素子の発光強度（例えば輝度）を測定することで寿命試験を行うことができる。以上のようにして、データ取得ステップでは、有機ＥＬ素子の発光強度等の素子特性の経時変化データを取得する（図２のＳ１）。
【００４０】
続いて、寿命推定部２は、パラメータ抽出ステップを行う。データ取得ステップにおける寿命試験の結果から、有機ＥＬ素子の発光強度は、例えば図３に示すように、劣化曲線Ｃで示されるとおり時間の経過とともに減衰していくことが分かる。なお、劣化曲線Ｃの縦軸（左側の縦軸）は、寿命試験開始時の発光強度Ｌ０に対するｔ時間後の発光強度Ｌ（ｔ）の比Ｌ（ｔ）／Ｌ０を表している。
【００４１】
この劣化曲線Ｃは、例えば下記式（１）、（２）又は（３）で表されるフィッティング関数によってフィッティング可能である（図２のＳ２）。
【数４】
0005870233.tif 000005
【数５】
0005870233.tif 000006
【数６】
0005870233.tif 000007
［式（１）、（２）及び（３）中、Ｌ（ｔ）は有機ＥＬ素子の寿命試験開始からｔ時間後の発光強度を表し、Ｌ０は有機ＥＬ素子の寿命試験開始時の発光強度を表し、ａｉ、ｂ、ｃ、ｄ、τｉ及びτは経時変化パラメータを表す。］
【００４２】
式（１）を用いる場合、ａｉ及びτｉの中から主要なもの（寄与の大きいもの）を抽出して、経時変化パラメータとすることができる。経時変化パラメータは、１つあるいは２つ以上とすることができる。
【００４３】
式（１）を用いる場合、式（１）を下記式（４）のように初期減衰項を付加して簡略化させて用いることもできる。
【数７】
0005870233.tif 000008
式（４）中、Ｌ（ｔ）は有機ＥＬ素子の寿命試験開始からｔ時間後の発光強度を表し、Ｌ０は有機ＥＬ素子の寿命試験開始時の発光強度を表し、λは０以上１以下の数を表し、τ２は経時変化パラメータを表し、ｆ（ｔ）は発光強度の初期減衰を示す関数を表す。この場合、式（４）で表されるフィッティング関数において、寿命を支配するパラメータはτ２とすることができる。
【００４４】
本実施形態では、劣化曲線Ｃは、例えば式（４）を具体化した下記式（５）で表されるフィッティング関数によってフィッティングされる。なお、式（５）中のλ、τ１及びτ２が経時変化パラメータを表す。
【数８】
0005870233.tif 000009
【００４５】
図３では、式（５）における第１項（切片の値がλである下側の破線）及び第２項（切片の値が１−λである上側の破線）の経時変化の一例を示している。なお、第１項の値は右側の縦軸に示されており、第２項の値は左側の縦軸に示されている。図３から明らかなように、約１００時間を経過した後は、第１項の値がほぼゼロとなる。換言すれば、所定の時間を経過した後は、有機ＥＬ素子の劣化曲線Ｃにおいては、式（５）における第２項の寄与が支配的となり、τ２が有機ＥＬ素子の素子特性の経時変化を特徴づけていることが明らかである。
【００４６】
図４には、ある環境温度において有機ＥＬ素子に印加する電流密度を変化させたときの各電流密度での有機ＥＬ素子の劣化曲線の一例を示している。図４に示された各劣化曲線Ｊ１，Ｊ２，…Ｊ７は、所定の初期輝度となる電流密度Ｊ０に対してｎ倍の電流密度Ｊ０×ｎを印加したときの劣化曲線である。各劣化曲線Ｊ１，Ｊ２，…Ｊ７とｎとの対応は例えば以下のようにすることができる。
Ｊ１：ｎ＝０．５、Ｊ２：ｎ＝１、Ｊ３：ｎ＝２、Ｊ４：ｎ＝３、
Ｊ５：ｎ＝５、Ｊ６：ｎ＝７、Ｊ７：ｎ＝１０
【００４７】
図４の片対数プロットにおいて、所定の時間（約１００時間）を経過した後は、劣化曲線Ｊ１，Ｊ２，…Ｊ７はいずれも直線となっている。このことからも、上述したように、所定の時間を経過した後は、有機ＥＬ素子の劣化曲線においては、式（５）における第２項の寄与が支配的となり、τ２が有機ＥＬ素子の素子特性の経時変化を特徴づけていることが分かる。
【００４８】
以上のようにして、パラメータ抽出ステップでは、データ取得ステップにおいて取得された経時変化データのフィッティング関数を求め、該フィッティング関数から有機ＥＬ素子の素子特性の経時変化を特徴づける経時変化パラメータを抽出する。なお、本実施形態では、有機ＥＬ素子の発光強度（例えば輝度）を測定し、経時変化パラメータとしてフィッティング関数中の発光強度（例えば輝度）の係数を用いたが、有機ＥＬ素子の光束、放射束若しくはフォトン数である発光強度、単位投入電力あたりの光束を示す発光効率、単位電流あたり外部に取り出されるフォトン数を示す外部量子効率、又は、閾値若しくは一定電流となる駆動電圧を測定し、経時変化パラメータとしてフィッティング関数中の当該光束、放射束若しくはフォトン数である発光強度、又は、閾値若しくは一定電流となる駆動電圧、の係数を用いてもよい。なお、閾値は、例えば初期の駆動電圧の定数倍となる値等として設定される閾値である。
【００４９】
続いて、寿命推定部２は、推定式設定ステップを行う。寿命推定式を求めるにあたり、まず、有機ＥＬ素子の有機層の温度上昇値を測定する。ここで、「有機層の温度上昇値」とは、有機ＥＬ素子が有する有機層全体の温度上昇値でもよく、例えば発光層の温度上昇値であってもよい。そして、求めた有機層の温度上昇値から有機層温度ＴＥＬを見積もる。
【００５０】
有機層の温度上昇値の測定については、有機ＥＬ素子の発光開始時（寿命試験開始時）にのみ行ってもよく、寿命試験中に所定の間隔（例えば１０時間ごと）で行ってもよい。有機ＥＬ素子の発光開始時（寿命試験開始時）にのみ有機層の温度上昇値の測定を行う場合には、その測定で得られた温度上昇値の値を、寿命試験中のすべての期間における有機層の温度上昇値として用いればよい。一方、寿命試験中に所定の間隔で有機層の温度上昇値の測定を行う場合には、ある測定で得られた温度上昇値の値を、その測定を行ったときからその次の測定が行われるまでの間の有機層の温度上昇値として用いればよい。有機層の温度上昇値をより正確に寿命の推定に反映させるためには、寿命試験中に所定の間隔で有機層の温度上昇値の測定を行うことが好ましい。
【００５１】
有機層の温度上昇値は、例えば有機ＥＬ素子の電流−電圧特性（ＩＶ特性）測定から求めることができる。具体的には、有機ＥＬ素子の温度を恒温槽中で一定温度に保ち、駆動による温度上昇を抑制した電流パルスを用いて、電流パルス印加時の有機ＥＬ素子の電極間電圧を測定する。有機ＥＬ素子の温度（恒温槽の温度）を変化させながらこの測定を繰り返すことにより、温度に依存する電流−電圧特性を標準曲線として取得できる。次に、実際に有機ＥＬ素子を駆動し発光させている状態から速やかに上記と同様の電流パルスを印加して電圧を測定する。この駆動時の電圧と標準曲線とを比較することにより、駆動時の有機層の温度上昇値を見積もることができる。
【００５２】
あるいは、有機層の温度上昇値は、有機層のラマン分光測定により求めることができる。具体的には、有機ＥＬ素子を構成する特定の有機層からのラマン散乱光を検出し、ストークス光／反ストークス光の強度比を用いて当該有機層の温度を見積もることができる。また、有機ＥＬ素子の温度を恒温槽中で一定温度に保ち、ラマン散乱光の波長シフト又はピーク幅を測定し、有機ＥＬ素子の温度（恒温槽の温度）を変化させながらこの測定を繰り返すことにより、温度に依存する波長シフト又はピーク幅を標準曲線として取得し、続いて、実際に有機ＥＬ素子を駆動し発光させている状態においてラマン散乱光を検出して、このときの波長シフト又はピーク幅と標準曲線とを比較することにより、駆動時の有機層の温度上昇値を見積もることができる。
【００５３】
あるいは、有機層の温度上昇値は、有機ＥＬ素子の発光強度の過渡特性測定から求めることができる。具体的には、有機ＥＬ素子の温度を恒温槽中で一定温度に保ち、有機ＥＬ素子を構成する特定の有機層からのフォトルミネッセンスをパルス励起光を用いて観測し、その強度減衰の時定数を取得する。有機ＥＬ素子の温度（恒温槽の温度）を変化させながらこの測定を繰り返すことにより、温度に依存する時定数を標準曲線として取得できる。次に、実際に有機ＥＬ素子を駆動し発光させている状態においてフォトルミネッセンスの時定数を測定し、このときの時定数と標準曲線とを比較することにより、駆動時の有機層の温度上昇値を見積もることができる。
【００５４】
ＩＶ特性測定から求められる有機層の温度上昇値を用いて見積もられる有機層温度ＴＥＬを有機ＥＬ素子に印加する電流密度に対してプロットすると、例えば図５に示したようなプロットとなる。図５には、これらのデータに基づいて近似した曲線（破線）を併せて示している。
【００５５】
このようにして求めた各電流密度での有機層温度ＴＥＬを用いて、経時変化パラメータτ２の有機層温度ＴＥＬ依存性を知るために、図６に示すように、アレニウスプロット（１／ｋＴＥＬに対する１／τ２の対数プロット）を行う（図２のＳ４）。なお、ｋはボルツマン定数を表す。図６から分かるように、有機ＥＬ素子に印加する電流密度の大きさに関わらず、１／τ２は片対数プロットにおいて１／ｋＴＥＬに対してほぼ一定の傾きを示している。
【００５６】
一方、経時変化パラメータτ２の有機層温度ＴＥＬ依存性を除外し、経時変化パラメータτ２の有機ＥＬ素子に印加する電流密度Ｊに対する依存性を知るために、図７に示すように、電流密度Ｊに対する１／τ２・ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴＥＬ）の対数プロットを行う（図２のＳ５）。図７から分かるように、１／τ２・ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴＥＬ）は対数プロットにおいて電流密度Ｊに対してほぼ一定の傾きを示している。
【００５７】
そして、図６及び図７から、τ２は下記式（６）で表されることが分かる。なお、Ａは正の数を表す。
【数９】
0005870233.tif 000010
【００５８】
図８には、各環境温度における寿命試験から得られる経時変化パラメータτ２を、電流密度に対してプロットした結果を示している。また、図８には、各環境温度において、式（６）を用いてから求められる電流密度と経時変化パラメータτ２との関係を実線、破線等で示している。図８から明らかなように、有機層温度ＴＥＬを含む式（６）を用いて求められる印加電流密度と経時変化パラメータτ２との関係は、寿命試験から得られる経時変化パラメータτ２の電流密度依存性をよく再現していることが分かる。
【００５９】
以上より、本実施形態における有機ＥＬ素子の経時変化データのフィッティング関数は、下記式（４）を具体化した下記式（５）とすることができる（図２のＳ６）。ここで、式（４）及び（５）におけるτ２は下記式（６）で表わすことができる。
【数１０】
0005870233.tif 000011
【数１１】
0005870233.tif 000012
【数１２】
0005870233.tif 000013
【００６０】
以上のようにして、推定式設定ステップでは、有機層の発光時の温度上昇値を用いて経時変化パラメータの有機層温度依存性を求めることで、有機ＥＬ素子の寿命推定式を設定する。なお、上記の例では、経時変化パラメータτ２が有機層温度の他に有機ＥＬ素子に印加する電流密度に依存することに基づいて寿命推定式を設定しているが、経時変化パラメータτ２が有機ＥＬ素子に印加する電圧又は有機ＥＬ素子に投入する電力に依存することに基づいて寿命推定式を設定してもよい。
【００６１】
そして、寿命推定ステップにおいては、式（４）又は（５）に基づいて、加速条件での寿命から標準駆動条件での寿命を推定する（図２のＳ７）。
【００６２】
以上のようにして、寿命推定部２は、有機ＥＬ素子４の寿命を推定する。なお、寿命推定部２は、図２に示されるフローを１回行うことにより有機ＥＬ素子４の寿命を推定してもよく、図２に示されるフローを２回以上繰り返し行うことにより有機ＥＬ素子４の寿命を推定してもよい。
【００６３】
また、この有機ＥＬ素子の寿命推定方法によれば、例えば図９に示すように、環境温度２５℃、初期輝度３０００ｃｄ／ｍ２で４００００時間の寿命を有する有機ＥＬ素子について、環境温度５５℃以下、初期輝度３００００ｃｄ／ｍ２以下の加速条件で１０００時間以内に寿命を評価したい場合に、Ｒで示される領域に含まれる加速条件であれば１０００時間以内に寿命を評価できることが容易に見てとれる。すなわち、この有機ＥＬ素子の寿命推定方法によれば、必要な加速条件を正確に見積もることも可能となる。
【００６４】
以上説明したように、この有機ＥＬ素子の寿命推定方法では、寿命推定式が有機層の発光時の温度（有機層温度ＴＥＬ）を考慮した式となっている。そのため、有機ＥＬ素子の寿命に影響する電流印加による有機層の自己発熱も考慮して有機ＥＬ素子の寿命を推定することができる。したがって、この有機ＥＬ素子の寿命推定方法では、従来の寿命推定方法に比べて有機ＥＬ素子の寿命をより正確に推定することが可能となる。さらに、有機ＥＬ素子に印加する電流密度が大きい（すなわち、有機層の自己発熱が大きい）場合であっても、有機ＥＬ素子の寿命を正確に推定することが可能となる。
【００６５】
上記実施形態では、寿命推定部２は、パラメータ抽出ステップにおいて、式（１）、（２）又は（３）で表されるフィッティング関数によって劣化曲線をフィッティングしたが、寿命推定部２は、パラメータ抽出ステップにおいて、下記式（７）、（８）又は（９）で表されるフィッティング関数によって、例えば図１０に示されるような有機ＥＬ素子の劣化曲線をフィッティングしてもよい。式（７）は、式（４）を式（１）に沿って拡張したものとなっている。
【数１３】
0005870233.tif 000014
【数１４】
0005870233.tif 000015
【数１５】
0005870233.tif 000016
【００６６】
式（７）、（８）及び（９）中、Ｌ（ｔ）、Ｌ０、ａｉ、ｂ、ｃ、ｄ、τｉ及びτは、式（１）、（２）及び（３）におけるＬ（ｔ）、Ｌ０、ａｉ、ｂ、ｃ、ｄ、τｉ及びτとそれぞれ同義である。γは０＜γ＜１を満たす経時変化パラメータである。ｇ（ｔ）は、有機ＥＬ素子の初期劣化に対応する関数を表し、例えばｇ（ｔ）＝ｅｘｐ（−ｔ／τ’）で表される関数である。式（７）、（８）又は（９）を用いた場合、有機ＥＬ素子の初期の劣化を考慮した関数によって劣化曲線がフィッティングされるため、より精度の高いフィッティングが可能となる。
【００６７】
以下では、式（８）を用いた場合を例に挙げてより詳細に説明する。例えば、有機ＥＬ素子が図１０に示すような劣化曲線を示すとする。なお、ｎ＝１，２，３，５，７，１０は、それぞれ基準となる印加電流密度Ｊ０に対してＪ０×ｎの電流密度を有機ＥＬ素子に印加した場合の劣化曲線を示している。
【００６８】
この場合、経過時間（図１０の横軸）を規格化すると、図１１に示すような劣化曲線を示す。なお、経過時間の規格化は、一定の減衰率（例えばＬ（ｔ）／Ｌ（０）＝０．７など）となる時間で経過時間を除すことにより行う。図１１から明らかなように、すべての加速水準（図１０のｎの値）について、規格化された経過時間に対する劣化曲線がほぼ重なっている。これは、劣化曲線を式（８）でフィッティングしたときに、式（８）中のｂの値が加速水準によって変化しないことを示している。
【００６９】
次に、上記実施形態と同様に、経時変化パラメータτの有機層温度ＴＥＬ依存性を知るために、図１２に示すように、アレニウスプロット（１／ｋＴＥＬに対する１／τの対数プロット）を行う。図１２から分かるように、有機ＥＬ素子に印加する電流密度の大きさに関わらず、１／τは片対数プロットにおいて１／ｋＴＥＬに対してほぼ一定の傾きを示している。
【００７０】
一方、経時変化パラメータτの有機層温度ＴＥＬ依存性を除外し、経時変化パラメータτの有機ＥＬ素子に印加する電流密度に対する依存性を知るために、図１３に示すように、電流密度に対する１／τ・ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴＥＬ）の対数プロットを行う。図１３から分かるように、１／τ・ｅｘｐ（Ｅａ／ＴＥＬ）は対数プロットにおいて電流密度に対してほぼ一定の傾きを示している。
【００７１】
そして、図１２及び図１３から、τは下記式（１０）で表されることが分かる。なお、Ａは正の数を表す。
【数１６】
0005870233.tif 000017
【００７２】
図１４には、各環境温度における寿命試験から得られる経時変化パラメータτを、電流密度に対してプロットした結果を示している。また、図１４には、各環境温度において、式（１０）を用いてから求められる電流密度と経時変化パラメータτとの関係を実線、破線等で示している。図１４から明らかなように、有機層温度ＴＥＬを含む式（１０）を用いて求められる印加電流密度と経時変化パラメータτとの関係は、寿命試験から得られる経時変化パラメータτの電流密度依存性をよく再現していることが分かる。
【００７３】
寿命推定装置１における寿命推定部２は、印加電流密度及び／又は環境温度から温度上昇値を導出するテーブルを有していてもよい。なお、印加電流密度及び／又は環境温度から温度上昇値を導出するテーブルは、例えば、図１５に示すような印加電流密度及び環境温度を有機層温度（温度上昇値）に換算する換算表である。
【００７４】
寿命推定装置１における温度取得部３は、例えば温度取得システムから構成されていてもよい。この場合、上述の温度上昇値としては、当該温度取得システムによって得られた温度上昇値を用いることができる。以下では、温度取得システムの一例について説明する。
【００７５】
図１７は、本実施形態に係る温度取得システムの構成要素を示す図である。同図に示すように、温度取得システム７は、温度制御部８と、パルス電流源９と、電圧測定部１０と、情報処理部１１と、有機ＥＬ素子４を設置する設置部５と、有機ＥＬ素子４を駆動する駆動部６と、を備えている。なお、設置部５及び駆動部６は、上記のとおり温度取得システムの一部として設けられていてもよいが、温度取得システムとは別に外部に設けられていてもよい。
【００７６】
温度制御部８は、有機ＥＬ素子４の雰囲気温度（例えば恒温槽（設置部５）の温度）を制御する。パルス電流源９は、有機ＥＬ素子４にパルス電流を印加する。電圧測定部１０は、パルス電流源９によってパルス電流を有機ＥＬ素子４に印加したときの有機ＥＬ素子４を構成する一対の電極間の電圧（以下、単に「電極間電圧」ともいう。）を測定する。情報処理部１１は、電圧測定部１０によって測定された有機層の温度と電極間電圧との相関に関する情報を取得する。
【００７７】
温度取得システム７では、以下のとおり第１〜第５のステップが行われる。第１のステップでは、まず、温度制御部８が、有機ＥＬ素子４の雰囲気温度を例えば−４０℃から８０℃の間で５〜２０℃間隔で変化させていく。このとき、温度制御部８は、有機ＥＬ素子４の各雰囲気温度において、有機ＥＬ素子４の温度が安定しているか否かに関する情報を例えば設置部５から受信する。具体的には、設置部５は、例えば熱電対によって有機ＥＬ素子４の基板表面の温度を測定し、当該温度が１０分間一定に保持された場合に有機ＥＬ素子４の温度が安定した旨の信号を温度制御部８へ送信する。このように、有機ＥＬ素子４の温度が安定した後に後述の電極間電圧測定を行うため、電極間電圧と雰囲気温度との相関を電極間電圧と有機層の温度との相関とみなすことができる。
【００７８】
次いで、温度制御部８は、有機ＥＬ素子４の温度が安定した旨の信号を設置部５から受信した旨をパルス電流源９へ送信し、有機ＥＬ素子４の有機層の温度を情報処理部１１へ送信する。これにより、パルス電流源９は、有機ＥＬ素子４にパルス電流を印加し、その旨の信号を電圧測定部１０へ送信する。
【００７９】
パルス電流源９は、有機ＥＬ素子４の静電容量を充電し、電極間電圧を精度よく測定する観点から、電流値が十分所望の値に立上るパルス幅を有するパルス電流を有機ＥＬ素子４に印加する。パルス電流源９は、パルス電流印加による有機ＥＬ素子４の有機層の温度上昇を抑制する観点から、好ましくは２０ミリ秒以下、より好ましくは１０ミリ秒以下、更に好ましくは５ミリ秒以下のパルス幅を有するパルス電流を有機ＥＬ素子４に印加する。
【００８０】
パルス電流源９は、パルス電流印加による有機ＥＬ素子４の有機層の温度上昇を抑制する観点から設定される電流値を有するパルス電流を有機ＥＬ素子４に印加する。パルス電流印加による有機ＥＬ素子４の有機層の温度上昇を抑制できれば、電極間電圧の温度依存性を精度よく得ることができ、結果的に有機ＥＬ素子４の有機層の温度をより高い精度で測定できる。
【００８１】
具体的には、パルス電流源９は、パルス電流印加による有機ＥＬ素子の有機層の温度上昇が、寿命試験等において印加する電流による有機層の温度上昇より十分小さくなるようにパルス電流を有機ＥＬ素子４に印加する。具体的には、パルス電流の電流値による有機層の温度上昇値は、好ましくは１℃以下、より好ましくは０．１℃以下である。有機ＥＬ素子４の有機層の温度上昇値は、例えば有機ＥＬ素子４においてパルス電流が印加される面積、有機層の厚み、有機層の比熱、有機層の密度、電流パルスによる発熱量、有機ＥＬ素子４の熱容量等のパラメータに基づいて（必要に応じて各パラメータの値を仮定して）求めることができる。
【００８２】
電圧測定部１０は、パルス電流源９が有機ＥＬ素子４にパルス電流を印加したタイミングと同期して有機ＥＬ素子４の電極間電圧を測定し、測定した電極間電圧を情報処理部１１へ送信する。情報処理部１１は、温度制御部８から受信した有機ＥＬ素子４の有機層の温度と、情報処理部１１から受信した当該有機層の温度における電極間電圧とを対応させて記憶する。
【００８３】
第１のステップでは、温度制御部８、パルス電流源９、電圧測定部１０及び情報処理部１１が上記の動作を繰り返すことによって、有機ＥＬ素子４の有機層の各温度における電極間電圧を測定していく。これにより、情報処理部１１は、電極間電圧と有機層の温度との相関に関する初期情報を取得する。
【００８４】
上述のようにして測定された有機層の各温度における電極間電圧をプロットすると、例えば図１８に丸印で示すようなプロットが得られ、このプロットに基づいて電極間電圧と有機層の温度との相関を示す初期検量線Ｌ１（初期情報）が取得される。
【００８５】
なお、第１のステップに供される有機ＥＬ素子４の履歴は限定されないが、エージングして安定化されたものが望ましい。また、既に一定時間駆動されたものでもよい。
【００８６】
第１のステップに続いて、第２のステップが行われる。第２のステップは、例えば寿命試験を行うステップに相当する。第２のステップでは、駆動部６が、有機ＥＬ素子４に所定の直流電流を印加することによって、有機ＥＬ素子４を駆動し、その後駆動を停止させる。有機ＥＬ素子４の駆動条件は、特に制限されず、通常の条件（例えば雰囲気温度：２５℃で、有機ＥＬ素子４の初期輝度が３０００ｃｄ／ｍ２となるような直流電流を印加する条件）でもよく、劣化を加速させる条件（例えば雰囲気温度：５５℃で、有機ＥＬ素子４の初期輝度が３００００ｃｄ／ｍ２となるような直流電流を印加する条件）でもよい。
【００８７】
第２のステップに続いて、第３のステップが行われる。第３のステップでは、まず、有機ＥＬ素子４の雰囲気温度を所定の温度Ｔ１に保つことによって有機層の温度を所定の温度Ｔ１に保つ。このときの有機ＥＬ素子４の有機層の温度Ｔ１は、電極間電圧と有機層の温度との相関を安定させる観点から、５０℃以上とすることが好ましい。この他、このステップには素子に紫外光を照射する、逆バイアス電圧を印加するなどのステップを一つ以上用いてもよい。また、有機ＥＬ素子の有機層の温度を所定の温度Ｔ１に保つ時間は、例えば３０分間とすることができる。
【００８８】
次いで、パルス電流源９は、有機ＥＬ素子４にパルス電流を印加し、その旨の信号を電圧測定部１０へ送信する。ここでパルス電流源９が有機ＥＬ素子４に印加するパルス電流は、第１のステップにおいて印加したパルス電流と同一のパルス幅及び電流値を有するパルス電流である。
【００８９】
電圧測定部１０は、パルス電流源９が有機ＥＬ素子４にパルス電流を印加したタイミングと同期して有機ＥＬ素子４の電極間電圧Ｖ１を測定し、測定した電極間電圧Ｖ１を情報処理部１１へ送信する。第３のステップにおいては、一つの温度における一つの電極間電圧だけを測定してもよく、複数の異なる温度における複数の電極間電圧を測定してもよい。
【００９０】
第３のステップに続いて、第４のステップが行われる。第４のステップでは、まず、情報処理部１１は、温度制御部８から受信した有機ＥＬ素子４の有機層の温度Ｔ１と、電圧測定部１０から受信した電極間電圧Ｖ１を第１のステップにおいて取得した初期検量線Ｌ１と比較し、温度Ｔ１及び電極間電圧Ｖ１の初期検量線Ｌ１からのシフト量に対応して初期検量線Ｌ１をシフトさせた補正検量線Ｌ２（補正情報）を取得する。具体的には、例えば図１８に示すように、有機層の温度Ｔ１における電極間電圧Ｖ１のプロット（図１８の四角印）の初期検量線Ｌ１に対するシフト量Ｓの分だけ初期検量線Ｌ１全体をシフトさせることにより補正検量線Ｌ２が得られる。
【００９１】
なお、第３のステップにおいて複数の電極間電圧Ｖ１を測定した場合、第４のステップでは、情報処理部１１は、測定された複数の有機層の温度Ｔ１における電極間電圧Ｖ１に基づいて補正検量線Ｌ２を取得できる。この場合、情報処理部１１は、補正検量線Ｌ２をより高い精度で取得できる。
【００９２】
第５のステップでは、有機ＥＬ素子４の有機層の温度を測定するために、パルス電流源９が有機ＥＬ素子４にパルス電流を印加し、そのときの電極間電圧Ｖ２を電圧測定部１０が測定する。ここでパルス電流源９が有機ＥＬ素子４に印加するパルス電流は、第１のステップにおいて印加したパルス電流と同一のパルス幅及び電流値を有するパルス電流である。電圧測定部１０は、測定された電極間電圧Ｖ２を情報処理部１１へ送信する。
【００９３】
情報処理部１１は、補正検量線Ｌ２に基づいて電極間電圧Ｖ２に対応する有機ＥＬ素子４の有機層の温度Ｔ２を取得する。具体的には、例えば図１８に示すように、第４のステップで得られた補正検量線Ｌ２上の電極間電圧Ｖ２（図１８の三角印）に対応する有機ＥＬ素子４の有機層の温度Ｔ２が得られる。なお、第５のステップは、第２のステップ以降、有機層の温度を取得したいタイミングに応じて適宜行われる。
【００９４】
上述したように、温度取得システム７では、電圧測定部１０が駆動後の有機ＥＬ素子に対してパルス電流を印加したときの電極間の電圧Ｖ１を測定し、情報処理部１１が予め測定された有機層の温度と電圧との相関に関する初期情報を有機層の温度Ｔ１及び電圧Ｖ１に基づき補正して補正情報を得ている。そのため劣化後の有機ＥＬ素子４における有機層の温度と電極間の電圧との相関に基づいて有機ＥＬ素子４の温度測定が行われる。したがって、駆動に伴って劣化した有機ＥＬ素子４に対しても、有機層の温度を高い精度で測定することが可能となる。
【００９５】
上記実施形態においては、第１のステップの前に、第２のステップにおける印加電流値と同一の印加電流値で有機ＥＬ素子４を駆動するステップ（予備駆動ステップ）を行ってもよい。予備駆動ステップにおいては、駆動部６が、第２のステップにおける印加電流値と同一の印加電流値で、例えば１〜６０分間にわたって有機ＥＬ素子４を駆動する。これにより、電流印加自体によって電極間電圧と有機層の温度との相関が変化する有機ＥＬ素子４に対しても、有機層の温度を高い精度で測定することが可能となる。
【００９６】
より具体的に説明すると、有機ＥＬ素子の構成によっては、寿命試験などにおける長時間にわたる電流印加の有無に関わらず、短時間の電流印加であっても電極間電圧と有機層の温度との相関を示す検量線が高電圧側又は低電圧側にシフトする場合がある。そして、このシフト量は、比較的短時間の印加電流値に依存して変化する場合がある。したがって、そのような有機ＥＬ素子に対しては、電流印加自体の影響も考慮した初期検量線を取得することが好ましい。なお、短時間の電流印加による検量線のシフトが小さい有機ＥＬ素子に対しては、予備駆動ステップを省略することができる。
【００９７】
また、第１のステップが予備駆動ステップを含んでいてもよい。すなわち、第１のステップが、複数の雰囲気温度のうち一部又は全部の雰囲気温度において、有機ＥＬ素子を所定時間保持した後であって、有機ＥＬ素子にパルス電流を印加する前に、第２のステップにおける印加電流値と同一の印加電流値で有機ＥＬ素子を駆動するステップを含んでいてもよい。この場合、上述した短時間の電流印加による検量線のシフト量が印加電流値に加えて有機層温度にも依存する有機ＥＬ素子に対して、その印加電流値及び有機層温度を考慮した初期検量線を取得することができる。
【００９８】
具体的には、例えば、第１のステップにおいて、
（ｉ）複数の雰囲気温度の全部において、有機ＥＬ素子を各雰囲気温度下で所定時間保持し、有機ＥＬ素子にパルス電流を印加したときの前記電極間の電圧を測定することにより、有機層の温度と前記電圧との相関に関する初期情報を取得するステップ（ステップ１ａ）を行ってもよく、
（ｉｉ）複数の雰囲気温度の全部において、有機ＥＬ素子を各雰囲気温度下で所定時間保持した後に、第２のステップにおける印加電流値と同一の印加電流値で有機ＥＬ素子を駆動し、さらにその後に有機ＥＬ素子にパルス電流を印加したときの前記電極間の電圧を測定することにより、有機層の温度と前記電圧との相関に関する初期情報を取得するステップ（ステップ１ｂ）を行ってもよく、
（ｉｉｉ）複数の雰囲気温度のうち一部においてステップ１ａを行い、複数の雰囲気温度のうちその他の一部においてステップ１ｂを行ってもよい。
【００９９】
また、予備駆動ステップを例えば第２のステップ又は第３のステップの後に行い、その後に初期情報を改めて取得してもよい。この場合でも同様に、電流印加自体によって電極間電圧と有機層の温度との相関が変化する有機ＥＬ素子４に対しても、有機層の温度を高い精度で測定することが可能となる。
【０１００】
また、本実施形態では、上述した有機ＥＬ素子の寿命推定方法を有機ＥＬ素子の製造において用いることによって、製造された有機ＥＬ素子の良否を正確に判断することが可能となる。すなわち、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、一対の電極間に有機層を配置して有機ＥＬ素子を得るステップと、得られた有機ＥＬ素子の寿命を上述した有機ＥＬ素子の寿命推定方法を用いて推定するステップと、推定された寿命と寿命の基準値とを比較し、得られた有機ＥＬ素子の良否を判定するステップと、を備えている。
【０１０１】
本実施形態に係る発光装置は、例えば図１に示した有機ＥＬ素子の寿命推定装置と同様の構成を有している。すなわち、発光装置は、有機ＥＬ素子と、上述の有機ＥＬ素子の寿命推定方法を用いて有機ＥＬ素子の寿命を推定する寿命推定部と、温度上昇値を取得する温度取得部と、を備えている。このような発光装置としては、表示装置、照明装置が例示される。
【０１０２】
寿命推定部は、印加電流密度及び／又は環境温度から温度上昇値を導出するテーブルを有していてもよい。温度取得部は、図１７に示した温度取得システムから構成されていてもよい。発光装置は、推定された寿命と寿命の基準値とを比較して有機ＥＬ素子の寿命を判別する寿命判別部を更に備えていてもよい。発光装置は、温度取得部によって得られた有機ＥＬ素子の温度又は寿命推定部によって得られた有機ＥＬ素子の寿命に基づいて、有機ＥＬ素子の駆動条件を制御する制御部を更に備えていてもよい。この場合、測定された有機ＥＬ素子の温度又は寿命に応じて有機ＥＬ素子の駆動条件を好適な条件に制御できる。
【実施例】
【０１０３】
（実施例１）
まず、有機ＥＬ素子を作製した。具体的には、ＩＴＯパターンが形成されたガラス基板上に、正孔注入層、正孔輸送層を真空蒸着法によって成膜し、さらに発光層を共蒸着による真空蒸着法によって成膜した。引き続き、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層を同様に真空蒸着法によって成膜し、最後にアルミニウムからなる陰極を成膜した。このように作製した有機ＥＬ層を、大気に晒さないように不活性気体中で保持されたグローブボックス中で封止し、有機ＥＬ素子とした。なお、各層に用いた材料及び各層の膜厚を表１に示している。【０１０４】
【表１】
0005870233.tif 000018
【０１０５】
作製した有機ＥＬ素子を恒温槽内に配置し、有機ＥＬ素子に一定電流を印加すると共に有機ＥＬ素子の輝度の経時変化を測定することで寿命試験を行った。印加電流密度は、有機ＥＬ素子の初期輝度が１８００ｃｄ／ｍ２となる電流密度Ｊ０に対してｎ倍の電流密度Ｊ０×ｎ（Ｊ１，Ｊ２，…Ｊ７）とした。なお、電流密度Ｊ１，Ｊ２，…Ｊ７とｎとの対応は以下のとおりである。
Ｊ１：ｎ＝０．５、Ｊ２：ｎ＝１、Ｊ３：ｎ＝２、Ｊ４：ｎ＝３、
Ｊ５：ｎ＝５、Ｊ６：ｎ＝７、Ｊ７：ｎ＝１０
また、恒温槽内の温度（有機ＥＬ素子の環境温度）は、１０℃、２５℃、４０℃、５５℃とした。表２では、恒温槽内の温度の各条件に対して実施した印加電流密度の条件を示している。【０１０６】
【表２】
0005870233.tif 000019
【０１０７】
寿命試験の結果、例えば恒温槽内の温度：２５℃、印加電流密度：Ｊ２の条件で寿命試験を行った場合の有機ＥＬ素子の輝度の経時変化は、図３に示す劣化曲線Ｃとなった。なお、劣化曲線Ｃの縦軸は、寿命試験開始時の輝度Ｌ０に対するｔ時間後の輝度Ｌ（ｔ）の比Ｌ（ｔ）／Ｌ０を表している。この劣化曲線Ｃは、下記式（５）で表されるフィッティング関数によってフィッティング可能であった。なお、式（５）中のτ１及びτ２が経時変化パラメータを表す。
【数１７】
0005870233.tif 000020
【０１０８】
図２では、式（５）における第１項（切片の値がλである下側の破線）及び第２項（切片の値が１−λである上側の破線）の経時変化も併せて示している。図２から明らかなように、約１００時間を経過した後は、第１項の値がほぼゼロとなることが分かった。また、図３には、環境温度２５℃における各印加電流密度Ｊ１，Ｊ２，…Ｊ７での有機ＥＬ素子の劣化曲線を示している。図３の片対数プロットにおいて、約１００時間を経過した後は、劣化曲線Ｊ１，Ｊ２，…Ｊ７はいずれも直線となることが分かった。【０１０９】
なお、上記の寿命試験に用いた有機ＥＬ素子については、寿命試験実施前に有機層の温度上昇値を測定した。具体的には、有機層の温度上昇値は、以下の有機ＥＬ素子の電流−電圧特性（ＩＶ特性）測定により求めた。【０１１０】
＜電流−電圧特性（ＩＶ特性）測定＞
有機ＥＬ素子の温度を恒温槽中で一定温度に保ち、駆動による温度上昇を抑制した電流パルスを用いて、電流パルス印加時の電圧を測定した。有機ＥＬ素子の温度（恒温槽の温度）を変化させながらこの測定を繰り返すことにより、温度に依存する電流−電圧特性を標準曲線として取得した。次に、実際に有機ＥＬ素子を駆動し発光させている状態から速やかに上記と同様の電流パルスを印加して電圧を測定した。この駆動時の電圧と標準曲線とを比較することにより、駆動時の有機層の温度上昇値を見積もった。【０１１１】
ＩＶ特性から求められた有機層の温度上昇値を用いて見積もった有機層温度ＴＥＬを有機ＥＬ素子に印加する電流密度に対してプロットすると、図４に示したようなプロットとなった。図４には、これらのデータに基づいて近似した曲線（破線）を併せて示している。【０１１２】
このようにして求めた各条件での有機層温度ＴＥＬを用いて、経時変化パラメータτ２の有機層温度ＴＥＬ依存性を知るために、図５に示すように、アレニウスプロット（１／ｋＴＥＬに対する１／τ２の対数プロット）を行った。なお、ｋはボルツマン定数を表す。図５から分かるように、有機ＥＬ素子に印加する電流密度の大きさに関わらず、１／τ２は対数プロットにおいて１／ｋＴＥＬに対してほぼ一定の傾き０．４２±０．０４ｅＶを示した。【０１１３】
一方、経時変化パラメータτ２の有機層温度ＴＥＬ依存性を除外し、経時変化パラメータτ２の有機ＥＬ素子に印加する電流密度Ｊに対する依存性を知るために、図６に示すように、電流密度Ｊに対する１／τ２・ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴＥＬ）の対数プロットを行った。図６から分かるように、１／τ２・ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴＥＬ）は対数プロットにおいて電流密度Ｊに対してほぼ一定の傾き１．１６±０．１０を示した。【０１１４】
そして、図５及び図６から、τ２は下記式（６）で表されることが分かった。なお、Ａは正の数を表す。また、本実施例では、βは１．１６であり、Ｅａは０．４２であった。
【数１８】
0005870233.tif 000021
【０１１５】
図７には、恒温槽内の各温度における寿命試験から得られた経時変化パラメータτ２を、電流密度に対してプロットした結果を示している。また、図７には、各環境温度において、式（２）を用いて求められる電流密度と経時変化パラメータτ２との関係を実線、破線等で示している。図７から明らかなように、有機層温度ＴＥＬを含む式（６）を用いて求められる印加電流密度と経時変化パラメータτ２との関係は、寿命試験から得られた経時変化パラメータτ２の電流密度依存性をよく再現することが分かった。【０１１６】
以上より、本実施例における有機ＥＬ素子の経時変化データのフィッティング関数は下記式（５）とすることができ、また、式（５）中のτ２は下記式（６）とすることができることが分かった。
【数１９】
0005870233.tif 000022
【数２０】
0005870233.tif 000023
【０１１７】
（比較例）
実施例で実施した有機ＥＬ素子の寿命試験の結果に対して、従来の有機ＥＬ素子の寿命推定方法を用いて電流密度に対する経時変化パラメータτ２の関係を求めた。具体的には、従来の有機ＥＬ素子の寿命推定方法では、加速条件（例えばＪ＝Ｊ７（ｎ＝１０））における寿命試験の結果に基づいて経時変化パラメータτ２（ｎ＝１０）を算出した上で、経時変化パラメータτ２が電流密度のベキ乗に比例すると仮定した寿命推定式を用いて、標準条件（Ｊ＝Ｊ２（ｎ＝１））における経時変化パラメータτ２（ｎ＝１）を求めた。すなわち、従来の有機ＥＬ素子の寿命推定方法では、下記式（１１）で表される寿命推定式を用いた。
【数２１】
0005870233.tif 000024
【０１１８】
図１６には、従来の有機ＥＬ素子の寿命推定方法を用いて求めた電流密度に対する経時変化パラメータτ２の関係を示している。なお、式（１１）中、ＳＨは、図１６におけるＪ＝Ｊ７（ｎ＝１０）近傍での電流密度に対する経時変化パラメータτ２の傾きを示す。図１６から分かるように、従来の寿命推定方法を用いた場合には、加速条件（例えばｎ＝１０となる条件）近傍での電流密度に対する経時変化パラメータτ２の傾きＳＨと、標準条件（例えばｎ＝１となる条件）近傍での電流密度に対する経時変化パラメータτ２の傾きＳＬとが大きく異なっている。そのため、式（１１）のように加速条件において求めた経時変化パラメータτ２から標準条件における経時変化パラメータτ２を求めると、標準条件における経時変化パラメータτ２に大きな誤差が生じてしまうことが分かった。すなわち、従来の有機ＥＬ素子の寿命推定方法では、正確な寿命の推定ができない場合があり、特に有機ＥＬ素子に印加する電流密度が大きい場合に寿命を正確に推定することが困難となる場合があることが分かった。【０１１９】
（実施例２）
実施例１と同様にして作製した有機ＥＬ素子に対して、実施例１と同様に輝度の経時変化を測定することで寿命試験を行った。印加電流密度は、電流密度５ｍＡ／ｃｍ２に対してｎ倍の電流密度（ｎ＝１，２，３，５，７，１０）とした。【０１２０】
寿命試験の結果、各電流密度での有機ＥＬ素子の輝度の経時変化は、図１０に示す劣化曲線となった。この劣化曲線は、下記式（１２）で表されるフィッティング関数によってフィッティング可能であった。なお、式（１２）中のｂ、γ、τ及びτ’が経時変化パラメータを表す。本実施例では、ｂは０．７±０．０５であった。
【数２２】
0005870233.tif 000025
【０１２１】
そして、経過時間（図１０の横軸）を規格化すると、図１１に示すような劣化曲線が得られた。なお、経過時間の規格化は、一定の減衰率（例えばＬ（ｔ）／Ｌ（０）＝０．７など）となる時間で経過時間を除すことにより行った。図１１から明らかなように、すべての加速水準（図１０のｎの値）について、規格化された経過時間に対する劣化曲線がほぼ重なっていることが分かった。これは、劣化曲線を式（１２）でフィッティングしたときに、式（１２）中のｂの値が加速水準によって変化しないことを示している。【０１２２】
次に、実施例１と同様に、経時変化パラメータτの有機層温度ＴＥＬ依存性を知るために、図１２に示すように、アレニウスプロット（１／ｋＴＥＬに対する１／τの対数プロット）を行った。図１２から分かるように、有機ＥＬ素子に印加する電流密度の大きさに関わらず、１／τは対数プロットにおいて１／ｋＴＥＬに対してほぼ一定の傾きを示した。【０１２３】
一方、経時変化パラメータτの有機層温度ＴＥＬ依存性を除外し、経時変化パラメータτの有機ＥＬ素子に印加する電流密度に対する依存性を知るために、図１３に示すように、電流密度に対する１／τ・ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴＥＬ）の対数プロットを行った。図１３から分かるように、１／τ・ｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴＥＬ）は対数プロットにおいて電流密度に対してほぼ一定の傾きを示した。【０１２４】
そして、図１２及び図１３から、τは下記式（１０）で表されることが分かった。なお、Ａは正の数を表す。本実施例では、βは１．３０±０．１０であり、Ｅａは０．３６±０．０２であった。
【数２３】
0005870233.tif 000026
【０１２５】
図１４には、恒温槽内の各温度における寿命試験から得られた経時変化パラメータτを、電流密度に対してプロットした結果を示している。また、図１４には、各環境温度において、式（１２）を用いて求められる電流密度と経時変化パラメータτとの関係を実線、破線等で示している。図１４から明らかなように、有機層温度ＴＥＬを含む式（１０）を用いて求められる印加電流密度と経時変化パラメータτとの関係は、寿命試験から得られた経時変化パラメータτの電流密度依存性をよく再現することが分かった。【０１２６】
さらに、上記のフィッティング関数から有機ＥＬ素子の寿命（初期輝度の７０％の輝度となるまでの時間）を予測したところ４４０１時間であり、有機ＥＬ素子の寿命の実測値４７５０時間と良い一致を示した。【０１２７】
（実施例３）
続いて、図１７に示した温度取得システムを用いた有機ＥＬ素子の温度取得方法の実施例を示す。【０１２８】
まず、有機ＥＬ素子を作製した。具体的には、ＩＴＯパターンが形成されたガラス基板上に、正孔注入層、正孔輸送層を真空蒸着法によって成膜し、さらに発光層を共蒸着による真空蒸着法によって成膜した。引き続き、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層を同様に真空蒸着法によって成膜し、最後にアルミニウムからなる陰極を成膜した。このように作製した有機ＥＬ層を、大気に晒さないように不活性気体中で保持されたグローブボックス中で封止し、有機ＥＬ素子とした。得られた有機ＥＬ素子の発光面積は、２ｍｍ角であった。なお、各層に用いた材料及び各層の膜厚を表３に示している。【０１２９】
【表３】
0005870233.tif 000027
【０１３０】
得られた有機ＥＬ素子に対して、雰囲気温度Ｔａ（有機層の温度ＴＥＬ）を−３５℃から８０℃の間で変化させ、各雰囲気温度Ｔａにおいて、パルス電流を有機ＥＬ素子に印加したときの電極間電圧ＶＦを測定した。パルス電流のパルス幅は２０ｍｓ、電流値は２μＡであった。ここでのパルス電流印加による有機ＥＬ素子の有機層の温度上昇は、最大で０．７℃程度であると見積もられる（有機層１００ｎｍ、比熱１０００Ｊ／ｋｇ・Ｋ、密度１ｇ／ｃｍ２、断熱条件と仮定し、発熱量２．８×１０−７Ｊ／ｐｕｌｓｅ、素子の熱容量４．０×１０−７Ｊ／Ｋと試算した）。なお、電極間電圧の測定は、各雰囲気温度Ｔａにおいて、熱電対によって有機ＥＬ素子の基板表面の温度を測定し、当該温度が１０分間一定に保持される状態まで待って行った。以上の測定により、図１９に示す初期検量線Ｌ３が得られた。【０１３１】
次いで、雰囲気温度２５℃、印加電流２ｍＡの条件で１２時間にわたって有機ＥＬ素子を駆動した。駆動後の有機ＥＬ素子に対して、パルス幅２０ｍｓ、電流値２μＡのパルス電流を印加し、電極間電圧ＶＡを測定したところ５．１１Ｖであった。その後、上記と同様に、各雰囲気温度Ｔａにおけるパルス電流印加時の電極間電圧ＶＦを測定した。これにより、図１９に示す補正検量線Ｌ４が得られた。なお、補正検量線Ｌ４は、初期検量線Ｌ３に対して約０．１４Ｖだけ高電圧側にシフトしていた。この検量線を用いて印加電流２ｍＡにおける有機層温度を見積もったところ、４１℃であった。【０１３２】
また、電流印加自体による影響を確認するため、上記と同様に初期検量線Ｌ５を取得した後に、各雰囲気温度Ｔａにおいて、有機ＥＬ素子に対して２ｍＡの直流電流を３０分間印加してから１０分経過後に、電極間電圧ＶＦを測定した。図２０に示すように、電流印加後に測定された電極間電圧に基づく検量線Ｌ６は、初期検量線Ｌ５に対して、低電圧側にシフトした。【０１３３】
図２１は、電極間電圧と印加電流値及び雰囲気温度との関係を示す図である。図２１の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ雰囲気温度−３５℃，−５℃，２５℃において、各印加電流値で有機ＥＬ素子に電流を印加した後に測定した電極間電圧ＶＦを示す。図２１から明らかなように、本実施例で用いた有機ＥＬ素子の場合には、電流印加自体による電極間電圧ＶＦのシフト量は、印加電流値及び雰囲気温度に依存することが分かった。【０１３４】
図２２は、印加電流値と検量線の変化との関係を示す図である。図２２の（ｂ）は、図２２の（ａ）の拡大図である。図２２には、検量線取得前に、電流印加をしていない場合（Ｌ７）、電流を０．１ｍＡ印加した場合（Ｌ８）、電流を１ｍＡ印加した場合（Ｌ９）、電流を２ｍＡ印加した場合（Ｌ１０）の検量線をそれぞれ示した。この例では、電流印加による影響を考慮せずに検量線を取得した場合に、有機ＥＬ素子の温度測定の誤差は、素子温度が０℃付近において最大で約７℃程度（Ｌ７とＬ１０との差）生じることが分かった。この補正された検量線を用いて雰囲気温度２５℃において印加電流１ｍＡでの有機層温度を見積もったところ、３６℃であった。
【符号の説明】
【０１３５】
１…寿命推定装置、２…寿命推定部、３…温度取得部、４…有機ＥＬ素子、５…設置部、６…駆動部、７…温度取得システム、８…温度制御部、９…パルス電流源、１０…電圧測定部、１１…情報処理部。
【図１】
0005870233.tif 000034
【図２】
0005870233.tif 000035
【図４】
0005870233.tif 000036
【図５】
0005870233.tif 000037
【図６】
0005870233.tif 000038
【図７】
0005870233.tif 000039
【図８】
0005870233.tif 000040
【図９】
0005870233.tif 000041
【図１０】
0005870233.tif 000042
【図１１】
0005870233.tif 000043
【図１２】
0005870233.tif 000044
【図１３】
0005870233.tif 000045
【図１４】
0005870233.tif 000046
【図１５】
0005870233.tif 000047
【図１６】
0005870233.tif 000048
【図１７】
0005870233.tif 000049
【図１８】
0005870233.tif 000050
【図１９】
0005870233.tif 000051
【図２０】
0005870233.tif 000052
【図２１】
0005870233.tif 000053
【図２２】
0005870233.tif 000054
【図３】
0005870233.tif 000055