(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも陽極層及び陰極層と、これらの間に挟持された一層または複数層の有機化合物層により構成される発光素子の駆動方法において、電場として発光用の電圧と、該発光用の電圧と極性が逆の回復用の電圧とを有し、該発光素子に該発光用の電圧の印加と開放を複数回繰り返した後、該回復用の電圧を印加すること、及び該回復用の電圧の印加時間が、該発光用の電圧の一回の印加時間より長く、該複数回の印加時間の累積の時間よりも短いことを特徴とする発光素子の駆動方法。
【請求項２】
該回復用の電圧のピーク値の絶対値が、該発光用の電圧の一回の印加時間内の平均値の絶対値より大きいことを特徴とする請求項１記載の発光素子の駆動方法。
【請求項３】
基板上に、少なくとも陽極層及び陰極層と、これらの間に挟持された一層または複数層の有機化合物層により構成される発光素子を複数一次元状、又は二次元状に配列してなる発光デバイスの駆動方法において、電場として発光用の電圧と、該発光用の電圧と極性が逆の回復用の電圧とを有し、該配列された発光素子を走査しながら該発光用の電圧の印加と解放を複数回繰り返した後、該配列された発光素子を走査しながら該回復用の電圧を印加すること、及び該回復用の電圧の印加時間が、該発光用の電圧の一回の印加時間より長く、該複数回の印加時間の累積の時間よりも短いことを特徴とする発光デバイスの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ディスプレイ、画像読み取り装置の原稿照明光源、等に利用される発光素子、または発光素子を複数配列した発光デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大面積の基板上に薄膜で形成でき、かつ直流駆動可能な有機薄膜発光素子（有機ＬＥＤ素子）が開発されてきている。また、有機ＬＥＤ素子からなる発光部を一次元状、又は二次元状に配列した有機ＬＥＤデバイスを発光素子デバイスとして用い、複写機、プリンタ、ディスプレイ、画像読み取り装置の原稿照明光源、等に応用することが提案されてきている。
【０００３】
しかしながら、このような有機ＬＥＤ素子のあるものは、連続的に、あるいは断続的に順電圧を印加し続けると、徐々にその発光輝度が低下する。この原因は種々考えられるが、一つの要因として、有機ＬＥＤ素子を構成する各層の界面近傍の有機層中に空間電荷が蓄積し、そのことにより有機層に注入される電荷の量が減少する、あるいは有機層内を伝導する電荷の移動速度が減少するということが考えられる。
【０００４】
この蓄積された空間電荷を除去し、発光輝度の低下を防ぐ目的で、有機ＬＥＤ素子に一定期間順電圧を印加したならば、その都度、順電圧とはその極性を逆にする、逆電圧を印加して素子の回復を行うという駆動方法が提案されている。
【０００５】
この駆動電圧のタイミング図を図７に示す。
【０００６】
図中、縦軸は有機ＬＥＤ素子の陰極の電位を基準にとった陽極の電位を示す。横軸は時間を示す。時刻ｔ０で順方向電圧Ｖｆが印加され、時刻ｔ１まで継続する。時刻ｔ１において、印加される電圧は逆電圧Ｖｒにきりかわり、時刻ｔ２まで継続する。再び時刻ｔ２で印加される電圧は順電圧Ｖｆにきりかわる。このようにして順電圧Ｖｆと逆電圧Ｖｒが繰り返し印加されることにより、空間電荷の蓄積を防ぎ、発光輝度の低下を防ぐというものである。
【０００７】
このような有機ＬＥＤ素子を有する微小な画素を複数配列し、単純マトリクスを形成した有機ＬＥＤデバイスの等価回路の例と駆動法の例を図８、図９に示す。
【０００８】
図８は有機ＬＥＤデバイスの等価回路を示す図である。
【０００９】
この例では画素１、画素２、画素３、画素４、の４つの画素により構成された有機ＬＥＤデバイスを示す。画素１、画素２、のそれぞれの有機ＬＥＤ素子１１，２１の陽極は共にデータ信号線Ｙ１に接続されている。画素３、画素４、のそれぞれの有機ＬＥＤ素子３１，４１の陽極は共にデータ信号線Ｙ２に接続されている。
【００１０】
一方、画素１、画素２のそれぞれの有機ＬＥＤ素子の陰極は、それぞれ異なる選択信号線Ｘ１，Ｘ２に接続されている。又、画素３、画素４のそれぞれの有機ＬＥＤ素子の陰極も、それぞれ選択信号線Ｘ１，Ｘ２に接続されている。
【００１１】
データ信号線Ｙ１、Ｙ２は、それぞれに動作する信号源を有するデータ信号回路ＤＡＴＡに接続されている。各信号源は電圧信号を発生する電圧源として作用してもよいし、電流信号を発生する電流源として作用してもよい。
【００１２】
一方、選択信号線Ｘ１、Ｘ２は選択回路ＳＥＬに接続されている。
【００１３】
図９は図８の例の有機ＬＥＤデバイスの駆動タイミングを示す図であり、データ信号線Ｙ１、Ｙ２に印加されるデータ信号ｄａｔａ１、ｄａｔａ２と、選択信号線Ｘ１，Ｘ２に印加される選択信号ｓｅｌ１、ｓｅｌ２、とを表している。
【００１４】
時刻ｔ１で選択信号線Ｘ１に印加される選択信号ｓｅｌ１がＯＮである低電位状態、Ｘ２に印加されるｓｅｌ２がＯＦＦである高電位状態となる。すると、選択信号線Ｘ１につながる画素１、画素３のそれぞれの有機ＬＥＤ素子１１，３１に信号に応じた順電圧が印加され、信号に応じた輝度で、発光する。
【００１５】
時刻ｔ２で選択信号線Ｘ２に印加される選択信号ｓｅｌ２がＯＮである低電位状態、Ｘ１に印加されるｓｅｌ１がＯＦＦである高電位状態となる。すると、選択信号線Ｘ１につながる画素１、画素３のそれぞれの有機ＬＥＤ素子１１、３１には逆電圧が印加され、発光を終了すると同時に蓄積された空間電荷が除去され、回復が行われる。
【００１６】
同時に選択信号線Ｘ２につながる画素２、画素４のそれぞれの有機ＬＥＤ素子２１、４１に信号に応じた順電圧が印加され、信号に応じた輝度で、発光する。
【００１７】
時刻ｔ３で選択信号線Ｘ２に印加されるｓｅｌ２がＯＦＦである高電位状態となる。すると、選択信号線Ｘ２につながる画素２、画素４のそれぞれの有機ＬＥＤ素子２１、４１には逆電圧が印加され、発光を終了すると同時に蓄積された空間電荷が除去され、回復が行われる。
【００１８】
このようにして、選択信号線Ｘ１，Ｘ２、あるいは不図示の他の選択信号線がつぎつぎと走査されて後、時刻ｔ４において選択信号線Ｘ１に印加されるｓｅｌ１がＯＮである低電位状態になる。
【００１９】
このような動作をくりかえしながら、有機ＬＥＤデバイスを構成する各画素が、すこしづつタイミングをずらしながらデータ信号に応じた輝度での発光と回復を繰り返していく。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように毎回順電圧の印加と逆電圧の印加を繰り返す、従来の、有機ＬＥＤ素子あるいは有機ＬＥＤデバイスの駆動法は、有機ＬＥＤ素子に寄生する容量への充電と放電をいたづらに増やし、発光に寄与しない無効な電力を増加せしめて、結果的に消費電力を増加させるという問題を有していた。
【００２１】
この様子を図１０に示す。
【００２２】
図１０は、従来の駆動法において、駆動回路に印加される電圧Ｖｄｒｖと、駆動回路に流れる電流Ｉｄｒｖと、有機ＬＥＤ素子に印加される電圧Ｖｌｅｄと、有機ＬＥＤ素子に流れる電流Ｉｌｅｄを示す図である。
【００２３】
時刻ｔ１で順方向電圧Ｖｆが印加されると有機ＬＥＤ素子に寄生する容量への順方向への充電が行われ、駆動回路に過渡電流Ｉｆｔが流れる。過渡電流Ｉｆｔは、時刻ｔ１で最も大きく、やがて減衰して定常電流Ｉｆｃに落ち着く。このＩｆｔが有機ＬＥＤ素子を発光させる電流となる。時刻ｔ２において、印加される電圧が逆電圧Ｖｒにきりかわると、有機ＬＥＤ素子の寄生容量から放電が行われ、次いで逆方向への充電が行われるために、駆動回路には逆方向の過渡電流Ｉｒｔが流れる。過渡電流Ｉｒｔは、時刻ｔ２で最も大きく、やがて減衰して定常電流Ｉｒｃに落ち着く。通常、有機ＬＥＤ素子はダイオード特性を有するために、Ｉｒｃは非常に小さい。再び、時刻ｔ３で、印加される電圧が順電圧Ｖｆにきりかわると、再び順方向過渡電流Ｉｆｔが流れる。このようにして順電圧Ｖｆと逆電圧Ｖｒが繰り返し印加されることにより、駆動回路には過渡電流と定常電流が交互に流れる。
【００２４】
この動作を繰り返し行ったときの電圧、電流を図１１に示す。
【００２５】
このように、毎回順電圧の印加と逆電圧の印加を繰り返す駆動法においては、発光に直接寄与しない順方向、逆方向の過渡電流が多くなる。
【００２６】
また、順方向過渡電流Ｉｆｔと逆方向過渡電流Ｉｒｔは、それぞれ、それが流れる前のタイミングで、有機ＬＥＤ素子が逆極性に充電されており、これを反転するために、大きな電流値を必要とする。
【００２７】
特に、有機ＬＥＤ素子の発光効率が高くて、あるいは必要な発光輝度が低くて、順方向定常電流Ｉｆｃが小さくてよい場合や、順電圧の印加と逆電圧の印加を繰り返す周期が大きく順電圧の印加から逆電圧の印加までの時間が短いような場合、消費電力のうちの無視できない部分をこれらの過渡電流による電力が占めるようになる。
【００２８】
このことが有機ＬＥＤ素子やそれを用いた有機ＬＥＤデバイスの消費電力の低減を阻害する要因となるという問題があった。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記従来の問題に鑑み、鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。
【００３０】
即ち、本発明は基板上に、少なくとも陽極層及び陰極層と、これらの間に挟持された一層または複数層の有機化合物層により構成される発光素子の駆動方法において、電場として発光用の電圧と、該発光用の電圧と極性が逆の回復用の電圧とを有し、該発光素子に該発光用の電圧の印加と開放を複数回繰り返した後、該回復用の電圧を印加すること、及び該回復用の電圧の印加時間が、該発光用の電圧の一回の印加時間より長く、該複数回の印加時間の累積の時間よりも短いことを特徴とする発光素子の駆動方法である。
【００３３】
本発明の発光素子の駆動方法においては、該回復用の電圧のピーク値の絶対値が、該発光用の電圧の一回の印加時間内の平均値の絶対値より大きいことが好ましい。
【００３４】
更に、本発明は、基板上に、少なくとも陽極層及び陰極層と、これらの間に挟持された一層または複数層の有機化合物層により構成される発光素子を複数一次元状、又は二次元状に配列してなる発光デバイスの駆動方法において、電場として発光用の電圧と、該発光用の電圧と極性が逆の回復用の電圧とを有し、該配列された発光素子を走査しながら該発光用の電圧の印加と解放を複数回繰り返した後、該配列された発光素子を走査しながら該回復用の電圧を印加すること、及び該回復用の電圧の印加時間が、該発光用の電圧の一回の印加時間より長く、該複数回の印加時間の累積の時間よりも短いことを特徴とする発光デバイスの駆動方法である。
【００３６】
本発明は、毎回順電圧の印加と逆電圧の印加を繰り返すのではなく、順電圧の印加と解放を複数回繰り返した後、逆電圧を印加することにより、発光に寄与しない過渡電流を低減し、発光素子やそれを用いた発光デバイスの消費電力の低減を可能とするものである。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態例の図を用いて本発明の説明を行う。
【００３９】
図１は本発明の第一の実施形態例において、駆動回路に印加される電圧Ｖｄｒｖと、駆動回路に流れる電流Ｉｄｒｖと、有機ＬＥＤ素子に印加される電圧Ｖｌｅｄと、有機ＬＥＤ素子に流れる電流Ｉｌｅｄを示す図である。
【００４０】
時刻ｔ１で順方向電圧Ｖｆが印加され、時刻ｔ２まで継続する。時刻ｔ２において、印加される電圧は保持電圧Ｖｈにきりかわり、時刻ｔ３まで継続する。時刻ｔ３において、印加される電圧は再び順電圧Ｖｆにきりかわる。このようにして順電圧Ｖｆと保持電圧Ｖｈが複数回繰り返し印加された後、時刻ｔ４で印加される電圧は逆電圧Ｖｒにきりかわる。ここでこれまでの間蓄積された空間電荷が除去される。逆電圧Ｖｒは時刻ｔ５まで継続した後、時刻ｔ６において、印加される電圧は再び順電圧Ｖｆにきりかわる。このようなサイクルを繰り返す。
【００４１】
この過程における電流をみてみると、時刻ｔ１で順方向電圧Ｖｆが印加されると有機ＬＥＤ素子に寄生する容量への順方向への充電が行われ、駆動回路に過渡電流Ｉｆｔが流れる。過渡電流Ｉｆｔは、時刻ｔ１で最も大きく、やがて減衰して定常電流Ｉｆｃに落ち着く。このＩｆｃが有機ＬＥＤ素子を発光させる電流となる。
【００４２】
時刻ｔ２において、印加される電圧が保持電圧Ｖｈにきりかわると、有機ＬＥＤ素子の寄生容量から放電が行われ、駆動回路には逆方向の過渡電流Ｉｈｔが流れる。しかし、保持電圧はゼロではなく、ある大きさをもつ順電圧であるため、印加電圧の変化量は小さく、放電電流は小さい。かつ、逆方向への充電は行われない。したがってその和である過渡電流Ｉｈｔは、従来のような逆電圧を印加したときに比べ、小さくなる。過渡電流Ｉｈｔはやがて減衰して定常電流Ｉｈｃに落ち着くが、保持電圧Ｖｈが有機ＬＥＤ素子のダイオード特性における立ち上がり電圧近傍、あるいはそれより低い電圧に設定されるために、Ｉｈｃは非常に小さい。
【００４３】
再び時刻ｔ３印加される電圧が順電圧Ｖｆにきりかわると、再び順方向過渡電流Ｉｆｔが流れる。しかし、有機ＬＥＤ素子の寄生容量はあまり放電していないので、このとき流れる過渡電流Ｉｆｔも小さい。このようにして順電圧Ｖｆと保持電圧Ｖｈが繰り返し印加されることにより、駆動回路には過渡電流と定常電流が交互に流れるが、定常電流に比べて過渡電流の割合は小さくなる。
【００４４】
このようにして順電圧Ｖｆと保持電圧Ｖｈが繰り返し印加された後、時刻ｔ４で印加される電圧は逆電圧Ｖｒにきりかわる。時刻ｔ４において、印加される電圧が逆電圧Ｖｒにきりかわると、有機ＬＥＤ素子の寄生容量から放電が行われ、次いで逆方向への充電が行われるために、駆動回路には逆方向の過渡電流Ｉｒｔが流れる。このときは印加電圧の変化量は大きく、放電電流は大きい。かつ、逆方向への充電も行われる。したがってその和である過渡電流Ｉｒｔは、従来例において逆電圧を印加したときに流れる逆方向過渡電流と同程度に大きくなる。過渡電流Ｉｒｔは、時刻ｔ４で最も大きく、やがて減衰して定常電流Ｉｒｃに落ち着く。通常、有機ＬＥＤ素子はダイオード特性を有するために、Ｉｒｃは非常に小さい。
【００４５】
逆電圧Ｖｒは時刻ｔ５まで継続した後、時刻ｔ５において、印加される電圧は再び順電圧Ｖｆにきりかわる。このとき、逆電圧Ｖｒによって逆方向に充電されていた有機ＬＥＤ素子の寄生容量から放電が行われ、次いで順方向への充電が行われるために、駆動回路には順方向の過渡電流Ｉｆｔが流れる。このときは印加電圧の変化量は大きく、放電電流は大きい。かつ、順方向への充電も行われる。したがってその和である過渡電流Ｉｆｔは、従来例において順電圧を印加したときに流れる順方向過渡電流と同程度に大きくなる。しかし、このような逆電圧は複数回の順電圧印加にたいして一回の割合でしか印加されないので、大きな過渡電流の流れる回数が減少し、駆動時間全体では発光に寄与しない過渡電流を低減することができる。
【００４６】
ｔ４からｔ５までの逆電圧の印加時間は、なるべく長い方が回復効果には望ましいが、応用上、発光に寄与しないこのような時間をなるべく短くする必要のある場合がある。本発明においては、保持電圧Ｖｈの印加されている間における空間電荷の緩和もある程度期待できるため、逆電圧印加に先立つ順電圧印加の累積時間より、逆電圧の印加時間を短くとる。
【００４７】
さらに、逆電圧Ｖｒの値の絶対値を、順電圧Ｖｆの平均値の絶対値より、逆電圧印加時間の一部の時間においても、高く設定することによって、回復効果をたかめることが期待できる。
【００４８】
本実施形態例においては順電圧Ｖｆ、保持電圧Ｖｈ、逆電圧Ｖｒは定電圧をとったが、それぞれの印加時間のなかで、あるいは印加の度毎に、Ｖｆ，Ｖｈ，Ｖｒを変化させても同様に効果を期待できる。
【００４９】
図２は本発明の第二の実施形態例において、駆動回路に印加される電圧Ｖｄｒｖと、駆動回路に流れる電流Ｉｄｒｖと、有機ＬＥＤ素子に印加される電圧Ｖｌｅｄと、有機ＬＥＤ素子に流れる電流Ｉｌｅｄを示す図である。
【００５０】
本実施形態例においては、第一の実施形態例において保持電圧が印加されたタイミングにおいで、外部電源によって特定の電位に保持されることなく、陰極と陽極の間が開放されている。
【００５１】
この過程における電流をみてみると、時刻ｔ１で順方向電圧Ｖｆが印加されると有機ＬＥＤ素子に寄生する容量への順方向への充電が行われ、駆動回路に過渡電流Ｉｆｔが流れる。過渡電流Ｉｆｔは、時刻ｔ１で最も大きく、やがて減衰して定常電流Ｉｆｃに落ち着く。このＩｆｃが有機ＬＥＤ素子を発光させる電流となる。時刻ｔ２において、陰極と陽極の間が開放されると、有機ＬＥＤ素子の寄生容量に蓄積した電荷は有機ＬＥＤ素子の内部を通じて放電するが、駆動回路には電流が流れない。したがって過渡電流Ｉｈｔは、第一の実施形態例におけるときより更に小さくなる。
【００５２】
この部分を拡大したものが図３である。
【００５３】
有機ＬＥＤ素子の寄生容量に蓄積した電荷の有機ＬＥＤ素子の内部を通じての放電はやがて減衰して、有機ＬＥＤ素子の陰極と陽極の間の電圧は有機ＬＥＤ素子のダイオード特性における立ち上がり電圧近傍に落ち着く。再び時刻ｔ３で印加される電圧が順電圧Ｖｆにきりかわると、再び順方向過渡電流Ｉｆｔが流れる。しかし、有機ＬＥＤ素子の寄生容量は陰極と陽極の間の電圧が有機ＬＥＤ素子のダイオード特性における立ち上がり電圧近傍に保持される程度の電荷をすでに保持しているので、このとき流れる過渡電流Ｉｆｔも小さい。このようにして順電圧Ｖｆの印加と開放が繰り返し行われることにより、駆動回路には過渡電流と定常電流が交互に流れるが、定常電流に比べて過渡電流の割合は小さくなる。
【００５４】
このようにして順電圧Ｖｆの印加と開放が繰り返し行われた後、時刻ｔ４で印加される電圧は逆電圧Ｖｒにきりかわる。時刻ｔ４において、印加される電圧が逆電圧Ｖｒにきりかわると、有機ＬＥＤ素子の寄生容量から放電が行われ、次いで逆方向への充電が行われるために、駆動回路には逆方向の過渡電流Ｉｒｔが流れる。このときは印加電圧の変化量は大きく、放電電流は大きい。かつ、逆方向への充電も行われる。したがってその和である過渡電流Ｉｒｔは、従来例、及び第一の実施形態例において逆電圧を印加したときに流れる逆方向過渡電流と同程度に大きくなる。過渡電流Ｉｒｔは、時刻ｔ４で最も大きく、やがて減衰して定常電流Ｉｒｃに落ち着く。通常、有機ＬＥＤ素子はダイオード特性を有するために、Ｉｒｃは非常に小さい。
【００５５】
逆電圧Ｖｒは時刻ｔ５まで継続した後、時刻ｔ５において、印加される電圧は再び順電圧Ｖｆにきりかわる。このとき、逆電圧Ｖｒによって逆方向に充電されていた有機ＬＥＤ素子の寄生容量から放電が行われ、次いで順方向への充電が行われるために、駆動回路には順方向の過渡電流Ｉｆｔが流れる。このときは印加電圧の変化量は大きく、放電電流は大きい。かつ、順方向への充電も行われる。したがってその和である過渡電流Ｉｆｔは、従来例において順電圧を印加したときに流れる順方向過渡電流と同程度に大きくなる。しかし、このような逆電圧は複数回の順電圧印加にたいして一回の割合でしか印加されないので、大きな過渡電流の流れる回数が減少し、駆動時間全体では発光に寄与しない過渡電流を低減することができる。
【００５６】
本実施形態例においても、第一の実施形態例と同様に、ｔ４からｔ５までの逆電圧の印加時間を逆電圧印加に先立つ順電圧印加の累積時間より短くとる。
【００５７】
さらに、やはり第一の実施形態例と同様に、逆電圧Ｖｒの値の絶対値を、順電圧Ｖｆの平均値の絶対値より、逆電圧印加時間の一部の時間においても、高く設定することによって、回復効果をたかめることが期待できる。
【００５８】
本実施形態例においては順電圧Ｖｆ、逆電圧Ｖｒは定電圧をとったが、それぞれの印加時間のなかで、あるいは印加の度毎に、Ｖｆ，Ｖｒを変化させても同様に効果を期待できる。
【００５９】
本発明の第３の実施形態例として、このような有機ＬＥＤ素子を有する微小な画素を複数配列し、単純マトリクスを形成した有機ＬＥＤデバイスの等価回路の例と駆動法の例を図４、図５に示す。
【００６０】
このような、二次元状に画素を配置して構成した有機ＬＥＤデバイスは、コンピュータや携帯端末、カーナビゲーションシステム等の表示装置として用いられることが多い。
【００６１】
図４は有機ＬＥＤデバイスの等価回路を示す図である。
【００６２】
この例では画素１、画素２、画素３、画素４、の４つの画素により構成された有機ＬＥＤデバイスを示す。画素１、画素２、のそれぞれの有機ＬＥＤ素子１１、２１の陽極は共にデータ信号線Ｙ１に接続されている。画素３、画素４、のそれぞれの有機ＬＥＤ素子３１、４１の陽極は共にデータ信号線Ｙ２に接続されている。
【００６３】
一方、画素１、画素２のそれぞれの有機ＬＥＤ素子の陰極は、それぞれ異なる選択信号線Ｘ１、Ｘ２に接続されている。又、画素３、画素４のそれぞれの有機ＬＥＤ素子の陰極も、それぞれ選択信号線Ｘ１、Ｘ２に接続されている。
【００６４】
各有機ＬＥＤ素子１１，２１，３１，４１には、有機ＬＥＤ素子自体の有する寄生容量、あるいは電荷の保持のために設けられた保持容量１２，２２，３２，４２が並列に付随している。
【００６５】
データ信号線Ｙ１、Ｙ２は、それぞれに動作する信号源を有するデータ信号回路ＤＡＴＡに接続されている。各信号源は電圧信号を発生する電圧源として作用してもよいし、電流信号を発生する電流源として作用してもよい。
【００６６】
一方、選択信号線Ｘ１、Ｘ２は選択回路ＳＥＬに接続されている。
【００６７】
図５は図４の例の有機ＬＥＤデバイスの駆動タイミングを示す図であり、データ信号線Ｙ１、Ｙ２に印加されるデータ信号ｄａｔａ１、ｄａｔａ２と、選択信号線Ｘ１、Ｘ２に印加される選択信号ｓｅｌ１，ｓｅｌ２、とを表している。
【００６８】
時刻ｔ１で選択信号線Ｘ１に印加される選択信号ｓｅｌ１がＯＮである低電位状態、Ｘ２に印加されるｓｅｌ２がＯＦＦである開放状態となる。すると、選択信号線Ｘ１につながる画素１、画素３のそれぞれの有機ＬＥＤ素子１１，３１に信号に応じた順電圧が印加され、信号の応じた輝度で、発光する。
【００６９】
時刻ｔ２で選択信号線Ｘ２に印加される選択信号ｓｅｌ２がＯＮである低電位状態、Ｘ１に印加されるｓｅｌ１がＯＦＦである開放状態となる。すると、選択信号線Ｘ１につながる画素１、画素３のそれぞれの有機ＬＥＤ素子１１、３１の陽極、陰極間は開放され、有機ＬＥＤ素子の寄生容量、または保持容量に蓄積された電荷は有機ＬＥＤ素子の内部を通じて放電し、徐々に発光を終了する。
【００７０】
同時に選択信号線Ｘ２につながる画素２、画素４のそれぞれの有機ＬＥＤ素子２１、４１に信号に応じた順電圧が印加され、信号に応じた輝度で、発光する。
【００７１】
時刻ｔ３で選択信号線Ｘ２に印加されるｓｅｌ２がＯＦＦである開放状態となる。すると、選択信号線Ｘ２につながる画素２、画素４のそれぞれの有機ＬＥＤ素子２１、４１の陽極、陰極間は開放され、有機ＬＥＤ素子の寄生容量、または保持容量に蓄積された電荷は有機ＬＥＤ素子の内部を通じて放電し、徐々に発光を終了する。
【００７２】
このようにして、選択信号線Ｘ１、Ｘ２、あるいは不図示の他の選択信号線がつぎつぎと走査されて後、時刻ｔ４において選択信号線Ｘ１に印加されるｓｅｌ１がＯＮである低電位状態になる。
【００７３】
このような動作をくりかえしながら、有機ＬＥＤデバイスを構成する各画素が、すこしづつタイミングをずらしながらデータ信号に応じた輝度での発光と回復を繰り返していく。
【００７４】
このような表示サイクルがｎ回繰り返された後、次のような回復サイクルの駆動が行われる。
【００７５】
時刻ｔ４で選択信号線Ｘ１に印加される選択信号ｓｅｌ１が回復電位である高電位状態となる。すると、選択信号線Ｘ１につながる画素１、画素３のそれぞれの有機ＬＥＤ素子１１，３１には逆電圧が印加され、蓄積された空間電荷が除去され、回復が行われる。
【００７６】
時刻ｔ５で選択信号線Ｘ２に印加される選択信号ｓｅｌ２が回復電位である高電位状態となる。すると、選択信号線Ｘ２につながる画素２、画素４のそれぞれの有機ＬＥＤ素子２１，４１には逆電圧が印加され、蓄積された空間電荷が除去され、回復が行われる。
【００７７】
選択信号線Ｘ１に印加される選択信号ｓｅｌ１は、時刻ｔ５のタイミングで開放状態に戻ってもよいが、逆電圧印加時間が長いほど回復効果は高いので、そのまま高電位状態を保って、適当な時間後に開放状態にもどるか、次のサイクルにおける順電圧印加のタイミングでＯＮである低電位状態となってもよい。
【００７８】
ディスプレイ装置への応用等では、この回復サイクルの間、画像情報が表示されないので、フリッカや実効輝度低下等の画質の劣化をひきおこすことがある。その意味では、逆電圧印加時間は短い方がよい。そのため、本実施形態例においては、逆電圧印加時間を、一回の順電圧よりも長く、逆電圧印加に先立つサイクルにおける順電圧印加の累積時間より短く設定する。
【００７９】
このサイクルでは、有機ＬＥＤデバイスを構成する各画素に逆電圧が印加され、回復が行われる。
【００８０】
このような回復サイクルを一回、ないしｍ回行った後、再び表示サイクルが行われる。
【００８１】
本実施形態例においても、逆電圧は複数回の順電圧印加にたいして一回の割合でしか印加されないので、大きな過渡電流の流れる回数が減少し、駆動時間全体では発光に寄与しない過渡電流を低減することができる。このような特性は特に携帯用コンピュータや携帯端末のディスプレイ装置への応用を考えたとき重要である。
【００８２】
本実施形態例においては、表示サイクルにおける順電圧印加と順電圧印加の間の時間において、有機ＬＥＤ素子に保持電圧を印加するのではなく、開放状態とした。これは有機ＬＥＤ素子の寄生容量、または保持容量に蓄積された電荷を有効に利用するためである。このようなことを気にしなければ、もちろん、表示サイクルにおける順電圧印加と順電圧印加の間の時間において、有機ＬＥＤ素子に保持電圧を印加する駆動も可能である。
【００８３】
また、回復サイクルの駆動において、まったく有機ＬＥＤ素子に順電圧を印加しないのではなく、順電圧を印加した後、逆電圧を印加する駆動も可能である。
【００８４】
このようないづれの方法をとっても、逆電圧は複数回の順電圧印加にたいして一回の割合でしか印加されないので、大きな過渡電流の流れる回数が減少し、駆動時間全体では発光に寄与しない過渡電流を低減することができる効果が期待できる。
【００８５】
本発明に用いる発光素子は図６に示す様に、基板１００上に、少なくとも陽極層４０１及び陰極層４０４と、これらの間に挟持された一層または複数層の有機化合物層により構成される。
【００８６】
基板１００としては、発光素子を表面に構成できるものであればよく、例えばソーダライムガラス等のガラス、樹脂フィルム等透明絶縁性基板を用いるのが好ましい。
【００８７】
陽極層４０１の材料としては仕事関数が大きなものが望ましく、例えばＩＴＯ、酸化錫、金、白金、パラジウム、セレン、イリジウム、ヨウ化銅などを用いることができる。一方、陰極層４０４の材料としては仕事関数が小さなものが望ましく、例えばＭｇ／Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｉｎあるいはこれらの合金等を用いることができる。
【００８８】
有機化合物層は、一層構成であっても良いし、複数層構成であっても良く、例えば、陽極層４０１から正孔が注入される正孔輸送層４０２、及び陰極層４０４から電子が注入される電子輸送層４０３からなり、正孔輸送層４０２と電子輸送層４０３のいずれかが発光層となる。また、蛍光体を含有する蛍光体層を正孔輸送層４０２と電子輸送層４０３との間に設けても良い。また、混合一層構成で正孔輸送層，電子輸送層，蛍光層を兼ねた構成も可能である。
【００８９】
正孔輸送層４０２としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミンを用いることができ、その他にも下記の有機材料を用いることができる。
【００９０】
【化１】
0003869984.tif 000002
【００９１】
【化２】
0003869984.tif 000003
【００９２】
【化３】
0003869984.tif 000004
【００９３】
【化４】
0003869984.tif 000005
【００９４】
【化５】
0003869984.tif 000006
【００９５】
電子輸送層としては、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いることができ、その他にも下記の材料を用いることができる。
【００９６】
【化６】
0003869984.tif 000007
【００９７】
【化７】
0003869984.tif 000008
【００９８】
【化８】
0003869984.tif 000009
【００９９】
【化９】
0003869984.tif 000010
【０１００】
また、以下に示されているようなドーパンド色素を電子輸送層、あるいは正孔輸送層にドーピングすることもできる。
【０１０１】
【化１０】
0003869984.tif 000011
【０１０２】
また、陽極層４０１と基板１００との間に誘電層を設けることが好ましい。誘電層は、ＳｉＯ2，ＳｉＯ等屈折率の異なる層の積層により特定の波長の反射透過率を高く（低く）することができる。あるいは単にハーフミラーを使用することも可能である。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のべたように、本発明によれば、毎回順電圧の印加と逆電圧の印加を繰り返すのではなく、順電圧を複数回印加した後、逆電圧を印加することにより、発光に寄与しない過渡電流を低減し、発光素子やそれを用いた発光デバイスの消費電力の低減を可能とするものである。
【０１０４】
さらに本発明は、順電圧の印加と次なる順電圧の印加の間の期間において、逆電圧を印加しないときは発光素子の陰極と陽極を短絡、あるいは同電位にするのではなく、発光しないかその発光が無視しうる程度の順電圧に保持するか、あるいは陰極と陽極の間を開放することによって順方向過渡電流を低減し、発光素子やそれを用いた発光デバイスの消費電力の低減を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態例において、駆動回路、及び有機ＬＥＤ素子に印加される電圧と、流れる電流とを示す図である。
【図２】本発明の第二の実施形態例において、駆動回路、及び有機ＬＥＤ素子に印加される電圧と、流れる電流とを示す図である。
【図３】図２の一部を拡大した図である。
【図４】本発明の第三の実施形態例として、有機ＬＥＤ素子を有する微小な画素を複数配列した有機ＬＥＤデバイスの等価回路を示す図である。
【図５】本発明の第三の実施形態例として、有機ＬＥＤ素子を有する微小な画素を複数配列した有機ＬＥＤデバイスの駆動タイミングを示す図である。
【図６】発光素子の一例を示す図である。
【図７】有機ＬＥＤ素子の従来の駆動タイミングを示す図である。
【図８】有機ＬＥＤ素子を有する微小な画素を複数配列した有機ＬＥＤデバイスの等価回路を示す図である。
【図９】有機ＬＥＤ素子を有する微小な画素を複数配列した有機ＬＥＤデバイスの従来の駆動タイミングを示す図である。
【図１０】従来の駆動法において、駆動回路、及び有機ＬＥＤ素子に印加される電圧と、流れる電流とを示す図である。
【図１１】図１０の駆動を繰り返し行ったときの、駆動回路、及び有機ＬＥＤ素子に印加される電圧と、流れる電流とを示す図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１，４１  有機ＬＥＤ素子
１２，２２，３２，４２  保持容量
１００  基板
４０１  陽極層
４０２  正孔輸送層
４０３  電子輸送層
４０４  陰極層
【図１】
0003869984.tif 000012
【図２】
0003869984.tif 000013
【図３】
0003869984.tif 000014
【図４】
0003869984.tif 000015
【図５】
0003869984.tif 000016
【図６】
0003869984.tif 000017
【図７】
0003869984.tif 000018
【図８】
0003869984.tif 000019
【図９】
0003869984.tif 000020
【図１０】
0003869984.tif 000021
【図１１】
0003869984.tif 000022