(57)【要約】【課題】温度変化あるいは経時変化が生じる場合であっても安定した発光色を示す有機ＥＬ素子の駆動装置及び駆動方法を提供する。【解決手段】定電流を所定のデューティー比で供給する有機ＥＬ素子１の駆動装置である。駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかを検出する状態検出手段２と、状態検出手段２の検出結果に基づいて有機ＥＬ素子１の発光色を維持するべく前記定電流の設定値を変更し、前記設定値に応じて有機ＥＬ素子１の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を変更する制御手段３と、を備えてなる。駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかと前記設定値との関係を示す電流調整データを記憶する記憶部４を有する。制御手段３は、状態検出手段２の検出結果に基づいて前記電流調整データから前記設定値を読み出す。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流を所定のデューティー比で供給する有機ＥＬ素子の駆動装置であって、
駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかを検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記有機ＥＬ素子の発光色を維持するべく前記定電流の設定値を変更し、前記設定値に応じて前記有機ＥＬ素子の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を変更する制御手段と、を備えてなることを特徴とする有機ＥＬ素子の駆動装置。
【請求項２】
駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかと前記設定値との関係を示す電流調整データを記憶する記憶部を有し、
前記制御手段は、前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記電流調整データから前記設定値を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の駆動装置。
【請求項３】
前記有機ＥＬ素子は、発光色の異なる複数の発光層を有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の駆動装置。
【請求項４】
定電流を所定のデューティー比で供給する有機ＥＬ素子の駆動方法であって、
駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかを検出する状態検出手段の検出結果に基づいて前記有機ＥＬ素子の発光色を維持するべく前記定電流の設定値を変更し、
前記設定値に応じて前記有機ＥＬ素子の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を変更することを特徴とする有機ＥＬ素子の駆動方法。
【請求項５】
駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかと前記設定値との関係を示す電流調整データを記憶部に記憶し、
前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記電流調整データから前記設定値を読み出すことを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ素子の駆動方法。
【請求項６】
前記有機ＥＬ素子は、発光色の異なる複数の発光層を有してなることを特徴とする請求項４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（エレクトロルミネッセンス）素子に関し、特にその駆動装置及び駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子として、ガラス材料からなる透光性の支持基板上に、陽極となるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等からなる透明電極と、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層等からなる有機層と、陰極となるアルミニウム（Ａｌ）等からなる非透光性の背面電極と、を順次積層形成して構成される有機ＥＬ素子が知られている。
【０００３】
また、有機ＥＬ素子を用いた表示装置の課題としては、効率よく所定の色の発光を得ることが上げられる。所定の色の発光を得る有機ＥＬ素子としては、例えば、特許文献１に開示されるような、ホスト材料に少なくとも２種類以上の異なる発光色を示す発光層を積層してなるものが知られている。斯かる有機ＥＬ素子は、例えば青色発光層と黄色発光層とを積層することにより混色によって白色発光を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、斯かる有機ＥＬ素子においては、温度変化あるいは経時変化により得られる発光色が変化するという問題点があった。これは、温度変化あるいは経時変化による材料の劣化によって電子及び正孔の移動速度あるいは移動効率が変化し、前記発光層中において電子と正孔とが再結合する領域が変化することが一因であると考えられている。前記発光層を積層構造とする場合、再結合の領域が変化することにより、前記発光層の発光領域は前記正孔輸送層と接する発光層に偏るように変化し、前記正孔輸送層から離れた発光層の輝度が低下する。これにより前記発光層における混色のバランスが崩れ、得られる発光色が変化し、目的とする色の発光を得ることができなくなっていた。
【特許文献１】特開２０００−６８０５７号公報
【特許文献２】特開２００２−３５２９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような問題を解決する方法としては、発光層を単層とし、少なくとも２種類以上の発光波長の異なる（異なる発光色を示す）発光材料を前記発光層にドーピングする方法が考えられる（例えば特許文献２参照）。斯かる有機ＥＬ素子においては、単層の前記発光層内に複数種類の発光材料が含有されるため、発光領域に変化があってもそれによって発光色が変化することがない。
【０００６】
しかしながら、斯かる有機ＥＬ素子においては、所望の有機ＥＬ素子を製造するためには発光材料のドーピング比率などを詳細に管理する必要があり、歩留まりが低下することや製造工程が煩雑となるという点で改良の余地があった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑み、温度変化あるいは経時変化が生じる場合であっても安定した発光色を示す有機ＥＬ素子の駆動装置及び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】
本発明は、前記課題を解決するために、定電流を所定のデューティー比で供給する有機ＥＬ素子の駆動装置であって、駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかを検出する状態検出手段と、前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記有機ＥＬ素子の発光色を維持するべく前記定電流の設定値を変更し、前記設定値に応じて前記有機ＥＬ素子の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を変更する制御手段と、を備えてなることを特徴とする。
【０００９】
また、駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかと前記設定値との関係を示す電流調整データを記憶する記憶部を有し、前記制御手段は、前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記電流調整データから前記設定値を読み出すことを特徴とする。
【００１０】
また、前記有機ＥＬ素子は、発光色の異なる複数の発光層を有してな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、定電流を所定のデューティー比で供給する有機ＥＬ素子の駆動方法であって、駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかを検出する状態検出手段の検出結果に基づいて前記有機ＥＬ素子の発光色を維持するべく前記定電流の設定値を変更し、前記設定値に応じて前記有機ＥＬ素子の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を変更することを特徴とする。
【００１２】
また、駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかと前記設定値との関係を示す電流調整データを記憶部に記憶し、前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記電流調整データから前記設定値を読み出すことを特徴とする。
【００１３】
また、前記有機ＥＬ素子は、発光色の異なる複数の発光層を有してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は有機ＥＬ素子の駆動装置及び駆動方法に関するものであって、温度変化あるいは経時変化が生じる場合であっても安定した発光色を示すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき説明する。
【００１６】
図１において、本発明の第一の実施形態である有機ＥＬ素子の駆動装置は、有機ＥＬ素子１と、状態検出手段２と、制御手段３と、記憶部４と、電流設定手段５と、によって主に構成されている。
【００１７】
有機ＥＬ素子１は、支持基板１１上に透光性の第一電極１２と有機層１３と第二電極１４とを積層形成してなるものであり、支持基板１１側を発光表示面として第一電極１２を透過した光が取り出されるものである。また、略凹形状の封止部材１５が有機層１３等を覆うように支持基板１１と接合されている。なお、本実施形態においては有機ＥＬ素子１は白色発光を呈するものである。
【００１８】
支持基板１１は、長方形形状からなる透光性のガラス基板である。
【００１９】
第一電極１２は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透光性の導電材料をスパッタリング法等の方法で支持基板１上に層状に形成し、例えばフォトリソグラフィー法にて所定形状にパターニングしてなる。本実施の形態においては、第一電極１２が陽極となり、有機層１３に正孔を注入する。
【００２０】
有機層１３は、第一電極１２上に形成されるものであり、少なくとも発光層を有する複数層からなる。例えば本実施形態においては、有機層１３は、正孔注入層，正孔輸送層，第一発光層，第二発光層，第一電子輸送層，第二電子輸送層及び電子注入層を蒸着法等の手段によって順次積層形成してなる。なお、前記第一の発光層はアンバー色の発光を呈し、前記第二の発光層は青色の発光を呈するものであり、有機ＥＬ素子１は混色によって白色を得るものである。
【００２１】
第二電極１４は、前記発光表示面と対向する側に配設される電極であり、アルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム銀（Ｍｇ：Ａｇ）等の低抵抗の導電性材料を蒸着法等の手段によって膜厚５０〜２００ｎｍ程度の層状に積層形成してなるものである。
【００２２】
封止部材１５は、図示しない接着剤を介して支持基板１１とそれぞれ接合されるものであり、例えば平板ガラスを切削あるいはエッチング等の加工方法によって略凹形状に形成してなる。封止部材１５は支持基板１１とともに有機ＥＬ素子１を覆い、水分などによる有機ＥＬ素子１の劣化を抑制する。なお、封止部材１５によって覆われる空間内に水分を吸着する吸湿剤を配置しても良い。
【００２３】
状態検出手段２は有機ＥＬ素子１の状態を監視するものであって、本実施形態においては温度センサ２ａとタイマ２ｂとからなる。温度センサ２ａは、前記状態検出手段として有機ＥＬ素子１の周囲温度を検出してその検出信号を制御手段３に出力するものである。温度センサ２ａは、例えば支持基板１１に配置されるサーミスタ等からなる。タイマ２ｂは、前記状態検出手段として有機ＥＬ素子１の駆動時間（発光時間）を計測して時間信号を制御手段３に出力するものであり、例えば電源スイッチのオンからオフまでの時間を計測したり、電源の投入回数を計測することによって駆動時間を計測する。
【００２４】
制御手段３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素子１を発光駆動させるために所定のデューティー比でＰＷＭ（パルス幅変調）制御信号を出力するための駆動回路と、状態検出手段２及び表示信号を入力するためのインターフェイス部等を有している。また、制御手段３は、状態検出手段２の検出結果に応じて定電流の設定値を後述する記憶部４から読み出し、この読み出した設定値に応じて定電流を後述する電流設定手段５を介して有機ＥＬ素子１に供給する。
【００２５】
記憶部４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、周囲温度及び駆動時間と定電流の設定値の関係を示す電流調整データが少なくとも記憶されている。図３は、有機ＥＬ素子１の電流値と発光色との関係を示す図である。有機ＥＬ素子１は、図３に示すように供給する電流値を変更することによって発光色を変化させることができる。すなわち前記電流調整データとしては、予め有機ＥＬ素子１と同一構成のサンプルから得られた周囲温度の変化及び駆動時間に対して発光色を維持するための最適な定電流の設定値が記憶されている。
【００２６】
電流設定手段５は、例えばコンパレータと抵抗可変手段とから主に構成されるものであり、制御手段３からの制御信号に応じて抵抗値を可変することで定電流の設定値を変更し、ＰＷＭ制御信号に基づいて所定のデューティー比で有機ＥＬ素子１に定電流を供給するものである。
【００２７】
次に、制御手段３による有機ＥＬ素子１の駆動方法について説明する。
【００２８】
図４は、有機ＥＬ素子１の周囲温度及び駆動時間と発光色との関係を示す図である。有機ＥＬ素子１は、図４（ａ）に示すように周囲温度によってＣＩＥ色度座標におけるｘ値及びｙ値が変化し、発光色が変わる。また、有機ＥＬ素子１は、図４（ｂ）に示すように駆動時間によってもＣＩＥ色度座標におけるｘ値及びｙ値が変化し、発光色が変わる。
【００２９】
制御手段３は、温度センサ２ａ及びタイマ２ｂの検出結果に基づいて周囲温度及び駆動時間を算出し、その周囲温度及び駆動時間に応じて記憶部４から定電流の最適な設定値を読み出して設定値を決定する。さらに、決定された設定値に応じて有機ＥＬ素子１の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を決定する。すなわち、有機ＥＬ素子１の発光輝度は単位時間あたりの電流量によって決定されるため、電流値（設定値）の変更に応じてデューティー比を変更して単位時間あたりの電流量を維持することで有機ＥＬ素子１の発光輝度を維持することができる。図５は、有機ＥＬ素子１の駆動波形の一例を示す図である。図５（ａ）はデューティー比１００％で有機ＥＬ素子１を駆動させる場合を示している。なお、波高値ａは供給される電流値によって定まるものである。また、単位時間ｔあたりの電流量は駆動波形の面積（波高値×駆動波形のオン時間）から求められる。駆動波形の波高値を波高値ａの２倍の波高値ｂとする場合（すなわち定電流の設定値を２倍に変更する場合）は、図５（ｂ）に示すように、電流供給のデューティー比を５０％とすることで単位時間ｔあたりの電流量を前記設定値の変更前と同一とすることができ、発光輝度を維持することができる。なお、有機ＥＬ素子は周囲温度及び駆動時間に応じて発光輝度も変化する特性を有するため、デューティー比の変更は発光輝度特性を考慮して決定するとさらに好適である。
【００３０】
本実施形態によれば、周囲温度及び駆動時間の変化による有機ＥＬ素子１の発光色の変化をその駆動方法によって抑制することが可能となる。したがって、従来のように有機ＥＬ素子の有機層を改善する方法に比べて歩留まりの低下や製造の煩雑化といったことを生じさせずに発明の効果を奏することができる。図６は、本実施形態における駆動方法で有機ＥＬ素子１を駆動させた場合の周囲温度及び駆動時間に対する有機ＥＬ素子１の発光色の変化を示す図である。図６に示すように、周囲温度及び駆動時間の変化に対してＣＩＥ色度座標におけるｘ値及びｙ値の変化がともに抑制されており、本発明が十分な効果を奏することは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態である有機ＥＬ素子の駆動装置の電気的構成を示すブロック図。
【図２】同上の有機ＥＬ素子を示す模式断面図。
【図３】同上の有機ＥＬ素子の発光色と電流値との関係を示す図。
【図４】同上の有機ＥＬ素子の発光色と周囲温度及び駆動時間との関係を示す図。
【図５】同上の有機ＥＬ素子の駆動波形の一例を示す図。
【図６】同上の有機ＥＬ素子の発光色と周囲温度及び駆動時間との関係を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１  有機ＥＬ素子
２  状態検出手段
２ａ  温度センサ
２ｂ  タイマ
３  制御手段
４  記憶部
５  電流設定手段
１１  支持基板
１２  第一電極
１３  有機層
１４  第二電極
１５  封止部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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