(57)【要約】【課題】最適なエージング条件を設定するためのエージング条件設定方法、このエージング条件設定方法により設定されたエージング条件によりエージングするエージング方法、及び、このエージング方法によりエージングされた表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  一対の電極間に保持される光活性層を保持した構成の表示素子のエージング条件の設定方法であって、表示素子を定電流で駆動した際の輝度の経時変化を測定し、測定結果を曲線でフィッティングしてその変化点ｔ０を求め、変化点ｔ０に相当する経過時間をエージング時間に設定することを特徴とする。【選択図】      図３
2007115528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に保持される光活性層を保持した構成の表示素子のエージング条件の設定方法であって、
表示素子を定電流で駆動した際の輝度の経時変化を測定し、
測定結果を曲線でフィッティングしてその変化点を求め、
変化点に相当する経過時間をエージング時間に設定することを特徴とするエージング条件設定方法。
【請求項２】
前記測定結果を２次曲線でフィッティングし、その２次曲線の頂点を変化点とすることを特徴とする請求項１に記載のエージング条件設定方法。
【請求項３】
一対の電極間に保持される光活性層を保持した構成の表示素子のエージング条件の設定方法であって、
表示素子を第１電流値で駆動した際の輝度の経時変化、及び、前記表示素子を第１電流値とは異なる第２電流値で駆動した際の輝度の経時変化をそれぞれ測定し、
それぞれの測定結果を同一次数の曲線でフィッティングしてそれぞれの変化点を求め、
前記表示素子を駆動するための電流値に対する変化点の関係を直線近似し、
エージングに必要な電流値及びエージング時間を設定することを特徴とするエージング条件設定方法。
【請求項４】
前記測定結果のそれぞれを２次曲線でフィッティングし、それぞれの２次曲線の頂点を変化点とすることを特徴とする請求項３に記載のエージング条件設定方法。
【請求項５】
エージングに必要な電流値は、前記表示素子の発光に伴う発熱により上昇した温度が前記表示素子を構成する材料のガラス転移点以下になるように設定することを特徴とする請求項３に記載のエージング条件設定方法。
【請求項６】
それぞれ異なる色に発光する複数種類の表示素子について、各表示素子を駆動するための電流値に対する変化点の関係を直線近似し、同一のエージング時間を設定することを特徴とする請求項３に記載のエージング条件設定方法。
【請求項７】
請求項１または３に記載のエージング条件設定方法によって設定されたエージング条件により表示素子をエージングすることを特徴とするエージング方法。
【請求項８】
請求項１または３に記載のエージング条件設定方法によって設定されたエージング条件によりエージングされた表示素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エージング条件設定方法、エージング方法、及び、表示装置に係り、特に、自発光性素子の輝度の大幅な経時変化を抑制するためのエージング処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光性素子であることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。
【０００３】
これらの特徴から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機ＥＬ表示装置は、陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む光活性層を挟持した有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置することにより構成されたアレイ基板を備えている。
【０００４】
このような表示素子は、自発光性素子であるため、発光時間とともに輝度が次第に低下する特性を有している。特に、点灯初期においては、輝度の変化（劣化）が著しく、例えば、比較的大電流で駆動された画素（高輝度の画素）は劣化が進み、また、比較的小電流で駆動された画素（低輝度の画素）は劣化が遅い。このため、その後に均一輝度の画面を表示させようとすると、劣化が進んだ画素は低輝度となり、一方で劣化の遅い画素は高輝度となり、初期画面が焼きついてしまったように視認される。
【０００５】
そこで、表示素子をエージングすることで輝度の大幅な経時変化を抑制し、表示素子としての発光特性を安定化させる試みがなされている（例えば、特許文献１、特許文献２、及び、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平０５−１８２７６４号公報
【特許文献２】特開平０８−１８５９７９号公報
【特許文献３】特開平１０−２０８８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
エージングは、表示素子の発光効率を低下させる処理であるため、過度に行うと、輝度の大幅な経時変化を抑制することはできても、発光効率が著しく低下してしまい、最適なエージング条件を設定することが要望されている。
【０００７】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、最適なエージング条件を設定するためのエージング条件設定方法、このエージング条件設定方法により設定されたエージング条件によりエージングするエージング方法、及び、このエージング方法によりエージングされた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の第１の態様によるエージング条件設定方法は、
一対の電極間に保持される光活性層を保持した構成の表示素子のエージング条件の設定方法であって、
表示素子を定電流で駆動した際の輝度の経時変化を測定し、
測定結果を曲線でフィッティングしてその変化点を求め、
変化点に相当する経過時間をエージング時間に設定することを特徴とする。
【０００９】
この発明の第２の態様によるエージング条件設定方法は、
一対の電極間に保持される光活性層を保持した構成の表示素子のエージング条件の設定方法であって、
表示素子を第１電流値で駆動した際の輝度の経時変化、及び、前記表示素子を第１電流値とは異なる第２電流値で駆動した際の輝度の経時変化をそれぞれ測定し、
それぞれの測定結果を同一次数の曲線でフィッティングしてそれぞれの変化点を求め、
前記表示素子を駆動するための電流値に対する変化点の関係を直線近似し、
エージングに必要な電流値及びエージング時間を設定することを特徴とする。
【００１０】
この発明の第３の態様によるエージング方法は、
第１または第３の態様に記載のエージング条件設定方法によって設定されたエージング条件により表示素子をエージングすることを特徴とする。
【００１１】
この発明の第４の態様による表示装置は、
第１または第３の態様に記載のエージング条件設定方法によって設定されたエージング条件によりエージングされた表示素子を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、最適なエージング条件を設定するためのエージング条件設定方法、このエージング条件設定方法により設定されたエージング条件によりエージングするエージング方法、及び、このエージング方法によりエージングされた表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施の形態に係るエージング条件設定方法、エージング方法、及び、表示装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。
【００１４】
有機ＥＬ表示装置１は、図１に示すように、画像を表示する表示エリア１０２を有するアレイ基板１００を備えている。表示エリア１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。
【００１５】
また、アレイ基板１００は、画素ＰＸの行方向（すなわち図１のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙｍ（ｍ＝１、２、…）と、走査線Ｙｍと略直交する列方向（すなわち図１のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘｎ（ｎ＝１、２、…）と、有機ＥＬ素子４０の第１電極６０側に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。
【００１６】
さらに、アレイ基板１００は、表示エリア１０２の外周に沿った周辺エリア１０４に、走査線Ｙｍのそれぞれに走査信号を供給する走査線駆動回路１０７と、信号線Ｘｎのそれぞれに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８と、を備えている。すべての走査線Ｙｍは、走査線駆動回路１０７に接続されている。また、すべての信号線Ｘｎは、信号線駆動回路１０８に接続されている。
【００１７】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、画素回路及び画素回路によって駆動制御される表示素子を備えている。画素回路は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離しかつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ１０と、画素スイッチ１０を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ２０と、駆動トランジスタ２０のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子３０とを有している。これら画素スイッチ１０及び駆動トランジスタ２０は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここでは、半導体層にポリシリコンを用いている。
【００１８】
表示素子は、自発光素子である有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、主に青色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。
【００１９】
各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、基本的に同一構成であり、例えば、図２に示すように、画素毎ＰＸに独立島状に形成された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され全画素ＰＸに共通に形成された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された光活性層６４と、によって構成されている。
【００２０】
画素スイッチ１０は、ここでは走査線Ｙｍと信号線Ｘｎとの交差部近傍に配置されている。画素スイッチ１０のゲート電極は走査線Ｙｍに接続され、ソース電極は信号線Ｘｎに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子３０を構成する一方の電極及び駆動トランジスタ２０のゲート電極に接続されている。駆動トランジスタ２０のソース電極は蓄積容量素子３０を構成する他方の電極及び電源供給線Ｐに接続され、ドレイン電極は有機ＥＬ素子４０の第１電極６０に接続されている。電源供給線Ｐは、表示エリア１０２の周囲に配置された図示しない第１電極電源線に接続されている。有機ＥＬ素子４０の第２電極６６は、表示エリア１０２の周囲に配置されコモン電位ここでは接地電位を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。
【００２１】
図２に示すように、アレイ基板１００は、配線基板１２０上に配置された複数の有機ＥＬ素子４０を備えている。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板上に、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）などを備えて構成されたものとする。
【００２２】
有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、配線基板１２０表面の絶縁膜（例えば平坦化層）上に配置され、陽極として機能する。
【００２３】
光活性層６４は、少なくとも発光層を含んでいる。この光活性層６４は、発光層以外の層として、例えば、各色共通に形成される正孔輸送層を備え、各色画素に形成される発光層と積層した２層構造で構成されても良いし、正孔注入層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などを含んでも良いし、またこれらを機能的に複合した層を含んでもよい。光活性層６２においては、発光層が有機系材料であればよく、発光層以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。すなわち、赤色画素ＰＸＲの有機ＥＬ素子４０Ｒは、主に赤色に発光する光活性層６４Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧの有機ＥＬ素子４０Ｇは、主に緑色に発光する光活性層６４Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢの有機ＥＬ素子４０Ｂは、主に青色に発光する光活性層６４Ｂを備えている。
【００２４】
第２電極６６は、光活性層６４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に各有機ＥＬ素子４０に共通に配置される。この第２電極６６は、電子注入機能を有する金属材料によって形成され、陰極として機能している。
【００２５】
次に、上述した有機ＥＬ素子４０をエージングするためのエージング条件の設定方法について説明する。
【００２６】
まず、出荷される製品と同等に構成されたサンプルの有機ＥＬ素子を用意する。ここでは、赤色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｒ、緑色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｇ、及び、青色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｂについて、それぞれと同等のサンプルを用意する。
【００２７】
そして、これらのサンプルの有機ＥＬ素子に対して、定電流で駆動した際の輝度の経時変化を測定する。ここで、定電流とは、標準の発光輝度になるように設定された電流値であり、例えば、赤色有機ＥＬ素子については６０ｍＡの電流値で駆動し、緑色有機ＥＬ素子については３０ｍＡの電流値で駆動し、青色有機ＥＬ素子については４５ｍＡの電流値で駆動した。
【００２８】
そして、これらの測定結果を曲線でフィッティングしてその変化点を求める。ここでは、図３に示す例のように、測定結果のうち、点灯初期に相当する部分を２次曲線でフィッティングした。変化点ｔ０とは、２次曲線でフィッティングしたときのその２次曲線の頂点に対応する。なお、図３において、縦軸は、点灯初期の輝度Ｌ０に対する、所定時間経過後の輝度Ｌの相対値Ｌ／Ｌ０(％)であり、横軸は、経過時間である。
【００２９】
そして、この変化点ｔ０に相当する経過時間をエージング時間に設定する。図３に示した例では、赤色有機ＥＬ素子のエージング時間は、約１４５時間であった。
【００３０】
なお、同種（同一色）の有機ＥＬ素子であっても、それぞれの特性にばらつきがあることが予想されるため、このばらつきを考慮して、複数のサンプルの有機ＥＬ素子を用いて同様の方法によって変化点ｔ０を導出し、それらの平均値を実際のエージング時間として設定することが望ましい。
【００３１】
図４では、同種の有機ＥＬ素子について１４個のサンプルを用いて変化点ｔ０に相当する経過時間をプロットし、その平均値を算出した結果を示している。赤色有機ＥＬ素子については、エージング条件として、駆動する電流値を６０ｍＡとし、エージング時間を１１５時間に設定することが望ましい。同様に、緑色有機ＥＬ素子については、エージング条件として、駆動する電流値を３０ｍＡとし、エージング時間を１０６時間に設定することが望ましい。また、青色有機ＥＬ素子については、エージング条件として、駆動する電流値を４５ｍＡとし、エージング時間を４１時間に設定することが望ましい。
【００３２】
このようなエージング条件設定方法によって設定されたエージング条件により、各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をエージングすることにより、点灯初期の大幅な輝度の経時変化を抑制することができ、しかも、過度のエージングを抑制することができる。また、上述したようなエージング条件によりエージングされた有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えた出荷段階の表示装置においては、発光効率の低下が抑えられ、良好な表示品位を得ることが可能となる。
【００３３】
以上の説明では、エージング条件の基本的な設定方法について述べたが、１００時間にも及ぶエージング時間は現実的ではなく、製造効率の悪化を招くおそれがある。そこで、エージングの加速条件を検討した。
【００３４】
まず、先に説明したように、有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のサンプルの各有機ＥＬ素子に対して、標準の発光輝度になるように設定された第１電流値で駆動した際の輝度の経時変化を測定する。例えば、赤色有機ＥＬ素子については６０ｍＡの電流値で駆動し、緑色有機ＥＬ素子については３０ｍＡの電流値で駆動し、青色有機ＥＬ素子については４５ｍＡの電流値で駆動した。
【００３５】
そして、これらの測定結果を同一次数の曲線、ここでは２次曲線でフィッティングしてその変化点ｔ０を求める。
【００３６】
同様にして、サンプルの各有機ＥＬ素子に対して、第１電流値とは異なる第２電流値で駆動した際の輝度の経時変化を測定した後、同じく２次曲線でフィッティングしてその変化点ｔ０を求める。ここでは、第２電流値として、第１電流値の１．５倍の電流値を選択し、赤色有機ＥＬ素子については９０ｍＡの電流値で駆動し、緑色有機ＥＬ素子については４５ｍＡの電流値で駆動し、青色有機ＥＬ素子については６７．５ｍＡの電流値で駆動した。
【００３７】
さらに同様にして、サンプルの各有機ＥＬ素子に対して、第２電流値とは異なる第３電流値で駆動した際の輝度の経時変化を測定した後、同じく２次曲線でフィッティングしてその変化点ｔ０を求める。ここでは、第３電流値として、第１電流値の２倍の電流値を選択し、赤色有機ＥＬ素子については１２０ｍＡの電流値で駆動し、緑色有機ＥＬ素子については６０ｍＡの電流値で駆動し、青色有機ＥＬ素子については９０ｍＡの電流値で駆動した。
【００３８】
そして、これらの第１電流値、第２電流値、及び、第３電流値に対する変化点ｔ０の関係を直線近似する。ここでは、変化点ｔ０をそれぞれセミログ（方対数）で変換して、電流値に対してプロットし、この関係を１次関数で近似する。
【００３９】
このようにして算出した１次関数に基づき、エージングに必要な電流値及びエージング時間を設定する。
【００４０】
なお、先に説明したように、同種（同一色）の有機ＥＬ素子であっても、それぞれの特性にばらつきがあることが予想されるため、このばらつきを考慮して、複数のサンプルの有機ＥＬ素子を用いて同様の方法によって変化点ｔ０を導出し、それらのセミログを求め、各電流値における変化点ｔ０の平均値を直線近似することが望ましい。
【００４１】
図５Ａでは、赤色有機ＥＬ素子について１４個のサンプルを用いて、各電流値における変化点ｔ０に相当する経過時間をプロットし、変化点ｔ０の平均値を直線近似した結果を示している。図５Ｂでは、緑色有機ＥＬ素子について１４個のサンプルを用いて、各電流値における変化点ｔ０に相当する経過時間をプロットし、変化点ｔ０の平均値を直線近似した結果を示している。図５Ｃでは、青色有機ＥＬ素子について１４個のサンプルを用いて、各電流値における変化点ｔ０に相当する経過時間をプロットし、変化点ｔ０の平均値を直線近似した結果を示している。なお、図５Ａ乃至図５Ｃにおいて、縦軸は、変化点ｔ０に相当する経過時間（ｈ）をセミログで変換した値であり、横軸は、駆動電流の値（ｍＡ）である。
【００４２】
これらの結果に基づき、エージングの加速条件を設定することが可能である。
【００４３】
なお、各有機ＥＬ素子について、エージングの際の駆動電流値には上限値が存在する。すなわち、エージングに必要な電流値は、各有機ＥＬ素子の発光に伴う発熱により上昇した温度が各有機ＥＬ素子を構成する材料のガラス転移点以下になるように設定することが望ましい。上述した例において、各有機ＥＬ素子を構成する材料のガラス転移点のうち、最も低い値は１２０℃であり、発熱により上昇した温度がこの温度以下、より望ましくは９０℃以下にするように電流値が設定され、ここでは３７５ｍＡ以下に設定されている。これにより、エージングによって、有機ＥＬ素子の極度の劣化や破壊を防止することが可能となる。
【００４４】
また、エージングの加速条件については、実際の表示装置は、同一表示エリア内に複数種類の有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えているため、各有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）について、同一のエージング時間を設定することが望ましい。図５Ａ乃至図５Ｃに示した例では、変化点ｔ０のセミログ値を約０．５に設定した。すなわち、
ｌｏｇ１０ｔ０＝０．５
より、ｔ０は約３であり、エージング時間を３時間に設定した。このとき、赤色有機ＥＬ素子についてはエージングに必要な電流値を２１０ｍＡに設定し、緑色有機ＥＬ素子についてはエージングに必要な電流値を７０ｍＡに設定し、青色有機ＥＬ素子についてはエージングに必要な電流値を９５ｍＡに設定した。
【００４５】
このようなエージング条件設定方法によって設定されたエージング条件により、各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をエージングすることにより、エージング時間を大幅に短縮することができる。
【００４６】
上述したような構成の有機ＥＬ表示装置においては、エージング前において、図６Ａに示すように、点灯初期に急激な輝度の劣化の傾向が見られ、白色画面を表示した状態（つまり、赤色有機ＥＬ素子、緑色有機ＥＬ素子、及び、青色有機ＥＬ素子を同時に標準の発光輝度で発光させた状態）で点灯初期から輝度が１％低下するまでの時間が３０分であった。これに対して、上述したエージング条件によりエージングされた有機ＥＬ表示装置においては、図６Ｂに示すように、急激な輝度の変動が抑えられ、白色画面を表示した状態で点灯初期から輝度が１％低下するまでの時間が２８時間に改善された。
【００４７】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示したアレイ基板の表示エリアをＹ方向で切断したときの構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、赤色有機ＥＬ素子において、輝度の経時変化の測定結果を２次曲線でフィッティングした例を示す図である。
【図４】図４は、赤色有機ＥＬ素子、緑色有機ＥＬ素子、及び、青色有機ＥＬ素子について、変化点の平均値の測定例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、赤色有機ＥＬ素子について、エージングの加速条件を設定する例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、緑色有機ＥＬ素子について、エージングの加速条件を設定する例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、青色有機ＥＬ素子について、エージングの加速条件を設定する例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、エージング前の有機ＥＬ表示装置において、白色画面を表示したときの輝度の経時変化の測定例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、エージング後の有機ＥＬ表示装置において、白色画面を表示したときの輝度の経時変化の測定例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…有機ＥＬ表示装置、１０…画素スイッチ、２０…駆動トランジスタ、３０…蓄積容量素子、４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…有機ＥＬ素子、６０…第１電極、６４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…光活性層、６６…第２電極、７０…隔壁、１００…アレイ基板、１０２…表示エリア、１２０…配線基板、ＰＸ…画素、
【図１】
2007115528.tif 000003
【図２】
2007115528.tif 000004
【図３】
2007115528.tif 000005
【図４】
2007115528.tif 000006
【図５Ａ】
2007115528.tif 000007
【図５Ｂ】
2007115528.tif 000008
【図５Ｃ】
2007115528.tif 000009
【図６Ａ】
2007115528.tif 000010
【図６Ｂ】
2007115528.tif 000011