(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子を高輝度化する場合であっても、高い減光率で発光制御が可能な有機ＥＬパネル及びその駆動方法を提供する。【解決手段】少なくとも一方が透光性である複数の信号電極４と複数の走査電極８との間に単数あるいは複数の層が積層形成されてなる積層体３をマトリクス状に複数配置してなる有機ＥＬパネルであって、積層体３は、信号電極４と走査電極８との間に少なくとも発光層を含む機能性有機層７ａが積層形成されてなる発光画素３ａと、信号電極４と走査電極８との間に容量蓄積層７ｂが積層形成されてなる容量蓄積素子３ｂと、を有し、各信号電極４に対して発光画素ａ及び容量蓄積素子３ｂが電気的に接続されてなることを特徴とする。【選択図】  図１
2012003837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透光性である複数の信号電極と複数の走査電極との間に単数あるいは複数の層が積層形成されてなる積層体をマトリクス状に複数配置してなる有機ＥＬパネルであって、
前記積層体は、前記信号電極と前記走査電極との間に少なくとも発光層を含む機能性有機層が積層形成されてなる発光画素と、前記信号電極と前記走査電極との間に容量蓄積層が積層形成されてなる容量蓄積素子と、を有し、
前記各信号電極に対して前記発光画素及び前記容量蓄積素子が電気的に接続されてなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
【請求項２】
前記容量蓄積層は、少なくとも順バイアス電圧印加時に絶縁性を示し、順バイアス電圧印加時に電荷を蓄積することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項３】
前記容量蓄積層は、前記機能性有機層の１層あるいは複数層からなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項４】
前記容量蓄積層は、絶縁材料からなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項５】
前記容量蓄積層は、発光領域外に位置するように形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項６】
請求項１に記載の有機ＥＬパネルの駆動方法であって、前記発光画素の発光制御に際して前記発光画素の減光率に応じて前記容量蓄積素子に蓄積する容量の時定数を変更することを特徴とする有機ＥＬパネルの駆動方法。
【請求項７】
前記容量蓄積素子が電気的に接続される前記走査電極に接続する電位を変更することで前記容量蓄積素子に蓄積する容量の時定数を変更することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬパネルの駆動方法。
【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）素子を発光画素として用いた有機ＥＬパネルに関し、特にパッシブ駆動型の有機ＥＬパネル及びその駆動方法に関するものである。
【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（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルは、自発光型平面表示装置あるいは照明装置として近年脚光を浴びており、液晶表示装置と比較して視野角依存性が少ない、コントラスト比が高い、薄膜化が可能であるなどの利点から各所で研究開発が行われている。また、有機ＥＬパネルはコントラストが高く、また原理的に液晶表示装置のような光漏れが生じないため、夜間減光が必須である車両用表示装置に好適であり、量産適用が開始されている。
【０００４】
また、有機ＥＬ素子を透光性の基板上に設けてなる有機ＥＬパネルにおいて、その駆動方式としてパッシブ駆動方式が知られている。パッシブ駆動型の有機ＥＬパネルは、透光性基板上に電極の一方となる信号電極を複数のライン状に形成し、また他方の電極となる走査電極を前記信号電極と交差するように複数のライン状に形成して前記信号電極と前記走査電極との交差位置を有機ＥＬ素子である発光画素とし、この発光画素を複数配置して発光部を構成するものである。かかる有機ＥＬパネルは、線順次走査された画像が前記表示部に表示される。かかるパッシブ駆動型の有機ＥＬパネルは、アクティブ駆動方式と比較して製造が容易であるといった利点がある。
【０００５】
車両用表示装置の昼間時における表示輝度は１００〜５００ｃｄ／ｍ２まで多種多様であるが、夜間時においては数〜数十ｃｄ／ｍ２相当に減光する必要がある。パッシブ駆動型の有機ＥＬパネルの減光率を調整する方法としては、従来特許文献２に開示されるように、ＰＷＭ変調やＰＡＭ変調が知られている。ＰＷＭ変調は、駆動波形のパルス幅、すなわち駆動波形のｄｕｔｙ比によって減光率を調整するものであり、ＰＡＭ変調は、駆動波形の波高値、すなわち駆動電流の電流レベルによって減光率を調整するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−６８０５７号公報
【特許文献２】特開２００１−２９６８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＰＷＭ変調やＰＡＭ変調による減光制御を行う場合、高輝度化させるべく有機ＥＬ素子自体の発光効率が向上したり、素子電圧が低減すると、同様のｄｕｔｙ比や波高値による減光を行っても減光時の発光輝度が高くなってしまい、結果的に減光率が低減してしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑み、有機ＥＬ素子を高輝度化する場合であっても、高い減光率で発光制御が可能な有機ＥＬパネル及びそ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】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するために、少なくとも一方が透光性である複数の信号電極と複数の走査電極との間に単数あるいは複数の層が積層形成されてなる積層体をマトリクス状に複数配置してなる有機ＥＬパネルであって、前記積層体は、前記信号電極と前記走査電極との間に少なくとも発光層を含む機能性有機層が積層形成されてなる発光画素と、前記信号電極と前記走査電極との間に容量蓄積層が積層形成されてなる容量蓄積素子と、を有し、前記各信号電極に対して前記発光画素及び前記容量蓄積素子が電気的に接続されてなることを特徴とする。
【００１０】
また、前記容量蓄積層は、少なくとも順バイアス電圧印加時に絶縁性を示し、順バイアス電圧印加時に電荷を蓄積することを特徴とする。
【００１１】
また、前記容量蓄積層は、前記機能性有機層の１層あるいは複数層からなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記容量蓄積層は、絶縁材料からなることを特徴とする。
【００１３】
また、前記容量蓄積層は、発光領域外に位置するように形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
また、前述の有機ＥＬパネルの駆動方法であって、前記発光画素の発光制御に際して前記発光画素の減光率に応じて前記容量蓄積素子に蓄積する容量の時定数を変更することを特徴とする。
【００１５】
また、前記容量蓄積素子が電気的に接続される前記走査電極に接続する電位を変更することで前記容量蓄積素子に蓄積する容量の時定数を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は有機ＥＬパネル及びその駆動方法に関するものであって、有機ＥＬ素子を高輝度化する場合であっても、高い減光率で発光制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態である有機ＥＬパネルを示す概観図。
【図２】同上の有機ＥＬパネルを示す模式断面図。
【図３】同上の有機ＥＬパネルの駆動方法における駆動波形の一例を示す図。
【図４】本発明の実施例と従来例とを比較した評価結果を示す図。
【図５】本発明の実施例と従来例とを比較した評価結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施形態であるパッシブ駆動型の有機ＥＬパネル１を示す図である。有機ＥＬパネル１は、支持基板２上に積層体３が形成されてなるものである。また、支持基板２上には積層体３を気密的に覆う封止部材が設けられるが、図１においては封止部材を省略している。
【００１９】
支持基板２は、長方形形状の透明ガラス材からなり、電気絶縁性の基板である。
【００２０】
積層体３は、図１及び図２に示すように、ライン状に複数形成され信号電極となる陽極４と、絶縁膜５と、隔壁部６と、有機層７と、陽極４と交差するようにライン状に複数形成され走査電極となる陰極８と、から主に構成される。また、積層体３は、図１及び図２に示すように、陽極４と少なくとも発光層を含む機能性有機層７ａと陰極８とが積層してなる有機ＥＬ素子である発光画素３ａと、陽極４と容量蓄積層７ｂと陰極８とが積層してなる容量蓄積素子３ｂと、を有する。
【００２１】
発光画素３ａはマトリクス状に複数配置されて所定表示を行う表示領域（発光領域）を形成し、陰極８を順次走査して発光駆動するものである。
【００２２】
容量蓄積素子３ｂは、前記発光領域外（本実施形態においては図１における前記発光領域の下方、陽極４の外部電源と接続される下端と発光画素３ａとの間）にも走査電極となる少なくとも１ラインの陰極８を形成し、この陰極８と各陽極４を一対の電極とし、各陽極４と陰極８との間に容量蓄積層７ｂを積層形成してなるものである。容量蓄積素子３ｂは、発光機能を備えておらず絶縁性であり、発光画素３ａの減光制御を補うべく順バイアス印加時に容量蓄積層７ｂに容量を蓄積する機能を有する。
【００２３】
陽極４は、ＩＴＯ等の透光性の導電材料からなり、スパッタリング法等の手段によって支持基板２上に前記導電材料を層状に形成した後、フォトリソグラフィー法等によって互いに略平行となるようにライン状に複数形成される。
【００２４】
絶縁膜５は、例えばポリイミド系の電気絶縁性材料から構成され、陽極４と陰極８との間に位置するように陽極４上に形成され、陽極４を露出させる開口部５ａを有するものである。絶縁膜５は、電極となる陽極４及び陰極８の短絡を防止するとともに、各発光画素３ａ及び各容量蓄積素子３ｂの画素サイズを画定するものである。
【００２５】
隔壁部６は、例えばフェノール系の電気絶縁性材料からなり、絶縁膜５上に形成される。隔壁部６は、その断面が絶縁膜５に対して逆テーパー形状等のオーバーハング形状となるようにフォトリソグラフィー法等の手段によって形成されるものである。また、隔壁部６は、陽極４と直交する方向に等間隔にて複数形成される。隔壁部６は、その上方から蒸着法やスパッタリング法等によって有機層７及び陰極８を形成する場合にオーバーハング形状によって有機層７及び陰極８がライン状に分断される構造を有するものである。
【００２６】
有機層７は、発光画素３ａを形成するための機能性有機層７ａと、容量蓄積素子３ｂを形成するための容量蓄積層７ｂと、を有するものである。
【００２７】
機能性有機層７ａは、少なくとも発光層を有する単層あるいは複数層からなり陽極４上に形成される。本実施の形態においては、機能性有機層７ａは、正孔注入層，正孔輸送層，発光層，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。
【００２８】
容量蓄積層７ｂは、順バイアス電圧印加時に絶縁性を示す単層あるいは複数層からなるものであり、例えば機能性有機層７ａを構成する１層あるいは複数層を適用することで機能性有機層７ａと同工程で形成することができ、容量蓄積素子３ｂの形成が容易となる。具体的には、前記正孔注入層，前記正孔輸送層あるいはその双方、または前記電子輸送層，前記電子注入層あるいはその双方を容量蓄積層７ｂとして形成する。なお、前記正孔注入層，前記正孔輸送層あるいはその双方と前記電子輸送層，前記電子注入層あるいはその双方とを積層すると、整流作用が働き容量が蓄積しないため、容量蓄積層７ｂの形成においては順バイアス方向には電流が流れない層構造とする必要がある。また、蓄積容量を増加させるためには誘電率が高い材料を用いることが好ましい。また、蓄積容量は膜厚に反比例し、面積に比例するため、容量蓄積層７ｂの面積及び膜厚は、蓄積容量値を所望の値とするべく任意に設定されるものである。また、本実施形態において容量蓄積層７ｂは有機材料からなるものであるが、絶縁膜５に用いられるポリイミド系等の絶縁材料によって容量蓄積層７ｂを形成してもよい。
【００２９】
陰極８は、アルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム銀（Ｍｇ：Ａｇ）等の陽極４よりも導電率が高い金属性導電材料を蒸着法等の手段により層状に形成し、隔壁部６によって複数のライン状に分離形成してなるものである。陰極８の各ラインは陽極４の各ラインと略直角に交わる（交差する）ように形成される。また、陰極８は接続配線部８ａに電気的に接続されている。接続配線部８ａは、陽極４とともに形成されるものであり、同一材料のＩＴＯからなるものである。
【００３０】
封止部材９は、例えばガラス材料からなり、紫外線硬化型の接着剤９ａを介して支持基板２上に接着されることで、封止部材９と支持基板２とで積層体３を収納する気密空間を構成するものである。また、封止部材９は、プレス加工等の手段によって凹形状に加工されてなる。封止部材９は平板状であってもよく、その場合接着剤９ａにはスペーサーが混入されることが望ましい。
【００３１】
吸湿部材１０は、化学的あるいは物理的に水分を吸着する吸湿作用を有し、封止部材９の積層体３との対向面に塗布して配置されるものである。吸湿部材１０はシート状に形成されており、例えば活性アルミナ，モレキュラシーブス，酸化カルシウムあるいは酸化バリウム等の無機材料と樹脂材料とを混合してなる。また、吸湿部材１０は、液状、クリーム状あるいはペースト状等の塗布型の吸湿部材であってもよい。
【００３２】
有機ＥＬパネル１の駆動方法は、走査電極である各陰極８を順次選択電位（例えば０Ｖ）に接続し、信号電極である各陽極４を定電流源に接続して駆動電流を流すことで各発光画素３ａに電流を印加して発光させるものである。また、各発光画素３ａの減光率を調整する際には、ＰＷＭ変調及び／あるいはＰＡＭ変調を行い、さらに減光率を高める場合には容量蓄積素子３ｂを用いた減光制御を行う。その際、容量蓄積素子３ｂと接続される陰極８を少なくとも前記定電流源の電位よりも低い電位に接続する。例えば図３（ａ）は、減光率０％（最大輝度）で各発光画素３ａを発光させる場合の駆動波形を示すものである。これに対し、図３（ｂ）は、減光率を上げる（発光輝度を下げる）べく、駆動波形のｄｕｔｙ比及び波高値を下げ、また、容量蓄積素子３ｂと接続される陰極８を前記定電流源の電位よりも低い電位（例えば０Ｖ）に接続した場合の駆動波形を示すものである。この場合、各陽極４から電流が流れる際には各容量蓄積素子３ｂに電荷が蓄積しながら各発光画素３ａへ電流が印加されるため、各容量蓄積素子３ｂの容量が飽和するまでは電流印加の初期で波形になまりが生じ、その分の電流を抑制することでＰＷＭ変調及び／あるいはＰＡＭ変調のみによる発光制御よりもさらに減光率を上げる（発光輝度を低下させる）ことができる。ＰＷＭ変調及び／あるいはＰＡＭ変調による減光は、マイコン等の性能によってｄｕｔｙ比あるいは波高値の分解能に限界があり、発光画素３ａ自体が高輝度化すると最小のｄｕｔｙ比あるいは波高値によって得られる発光輝度も上がってしまい、結果的に最大減光率が下がる。これに対し、各発光画素３ａを駆動させる各信号電極（陽極４）に対して容量蓄積素子３ｂを電気的に接続することによって、有機ＥＬ素子を高輝度化する場合であっても高い減光率で発光制御が可能となる。なお、容量蓄積素子３ｂは、陰極８を接続する電位を変更することで所望の減光率に応じて蓄積する容量の時定数（容量が飽和するまでの時間）を変更することができ、高い減光率を得ると共に波形のなまりを変えて電流の抑制量を調整しその減光率を容易に調整することが可能である。
【００３３】
また、容量蓄積層７ｂとして、機能性有機層７ａの１層あるいは複数層によって少なくとも順バイアス電圧印加時に絶縁性を示す層構造を得ることによって、機能性有機層７ａと同工程にて容量蓄積層７ｂを形成することができ、容易に容量蓄積素子３ｂを形成することができる。また、絶縁膜５に用いられる絶縁材料によって容量蓄積層７ｂを形成する場合にも、絶縁膜５と同工程にて容量蓄積層７ｂを形成でき、容易に容量蓄積素子３ｂを形成することができる。
【００３４】
また、容量蓄積素子３ｂを前記発光領域外に位置するように形成することによって、有機ＥＬパネル１の表示を妨げることが無く、表示品質を低下させることなく高い減光率で発光制御が可能である。
【実施例】
【００３５】
以下、さらに実施例を上げ、本発明の具体的な効果を説明する。
【００３６】
従来例として、ドットサイズ０．２×０．２ｍｍ、発光画素数３２×８０個、陰極（走査電極）３２ライン、陽極（信号電極）８０ラインで構成されるパッシブ駆動型の有機ＥＬパネルを作製し、最大輝度（減光率０％）にて全点灯された場合及びＰＷＭ変調及びＰＡＭ変調による最小輝度に減光して全点灯させた場合の各発光輝度を測定した。
【００３７】
また、実施例として、各陽極４（信号電極）に対して１個の容量蓄積素子３ｂを追加形成する以外は、従来例と同様なパッシブ駆動型の有機ＥＬパネル１を作製し、最大輝度（減光率０％）にて全点灯させた場合及びＰＷＭ変調及びＰＡＭ変調による減光に加え、容量蓄積素子３ｂが接続される陰極８を０Ｖに接続して最小輝度に減光して全点灯させた場合の各発光輝度を測定した。なお、有機ＥＬパネル１は、容量蓄積素子３ｂのドットサイズ０．２×０．８ｍｍ、容量蓄積層７ｂの膜厚２０ｎｍの構造を有するものとする。
【００３８】
図４及び図５は、従来例及び実施例の測定結果を示すものである。従来例は、最大減光時の発光輝度は２５ｃｄ／ｍ２であり、最大減光率は９０．７％であるのに対し、実施例は最大減光時の発光輝度は８ｃｄ／ｍ２であり、最大減光率は９６．９％となった。かかる評価結果によっても、高輝度化がなされた有機ＥＬパネルにおいて、本発明を適用することで高い減光率で発光制御が可能であることは明らかである。
【符号の説明】
【００３９】
１  有機ＥＬパネル
２  支持基板
３  積層体
３ａ  発光画素
３ｂ  容量蓄積素子
４  陽極（信号電極）
５  絶縁層
６  隔壁部
７  有機層
７ａ  機能性有機層
７ｂ  容量蓄積層
８  陰極（走査電極）
【図１】
2012003837.tif 000003
【図２】
2012003837.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012003837.tif 000006
【図５】
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