有機発光ディスプレイ及びその製造方法
【課題】有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）のエージング処理において、温度上昇による特性劣化を生じさせることなく短時間にてエージング処理を可能とすること。
【解決手段】基板１面上に、駆動回路３、陽極５、有機発光層８、陰極１１を積層してなるＯＬＥＤのエージング処理において、ＯＬＥＤの昇温を抑制する昇温抑制手段（ヒートシンク４０や低温槽４６）を設け、陽極と陰極の間に電流を印加し、通常動作時の輝度より大きな輝度にて有機発光層を発光させてエージング処理を行う。昇温抑制手段は、エージング中の昇温をＯＬＥＤを構成する有機化合物のガラス転移温度未満に抑制する。
【解決手段】基板１面上に、駆動回路３、陽極５、有機発光層８、陰極１１を積層してなるＯＬＥＤのエージング処理において、ＯＬＥＤの昇温を抑制する昇温抑制手段（ヒートシンク４０や低温槽４６）を設け、陽極と陰極の間に電流を印加し、通常動作時の輝度より大きな輝度にて有機発光層を発光させてエージング処理を行う。昇温抑制手段は、エージング中の昇温をＯＬＥＤを構成する有機化合物のガラス転移温度未満に抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物からなる発光層に電界を印加し光を放出させる有機発光ディスプレイ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ディスプレイ（以下、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）と呼ぶ）は、ガラス、プラスチック、有機フィルム及び金属等の基板上に、陽極、有機発光層及び陰極等を順次形成し、これに直流電流を印加して発光させ、マルチカラー表示またはフルカラー表示を可能にする素子である。光を取り出す構造として、基板側から光を取り出すボトムエミッション型と、基板と反対側から光を取り出すトップエミッション型がある。トップエミッション型は、基板内にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を含む駆動回路及び演算回路等を形成できるので多機能な素子を実現でき、また、ＯＬＥＤ素子から発光する光がＴＦＴ等を含む駆動回路等により遮られることがないため、ボトムエミッション型より開口率を高めることができるという利点がある。
【０００３】
ＯＬＥＤには駆動時間とともに発光輝度が低下するという性質を有するため、いわゆるエージング処理が必要である。エージング処理は、ＯＬＥＤの輝度・色度の初期劣化を行い、その後の使用時の経時変化を安定化させ、しいては輝度半減寿命の向上及び焼き付きの低減を図るものである。また、ＯＬＥＤを形成する多層膜の欠陥を早期に発見して不良品を選別したり、短絡箇所に対してはこれを破壊して絶縁状態に変化させて無駄な電流が流れないように改質したりする作用もある。
【０００４】
ＯＬＥＤに対するエージング方法が多々提案されている。例えば特許文献１には、駆動時の電流密度の５〜１０００倍の電流密度でエージングすることとし、０．０１〜１Ａ／ｃｍ２の電流密度でエージングすることを提案している。また、特許文献２には、封止層形成前に有機ＥＬ素子に電界を印加するとともにガラス転移点Ｔｇ以下の温度で加熱処理を施し、発光時間が１２ｈｒから１００ｈｒであるエージングを行うことを提案している。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８５９７９号公報
【特許文献２】特開２００３−２６４０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＯＥＬＤはエージング処理を行わないで点灯すると、輝度の経過変化は初期点灯時の輝度低下が大きく、その後緩やかになる傾向を示す。初期輝度低下のメカニズムは、次の３要因が考えられる。
（１）発光領域の抵抗不均一（密度や膜厚の不均一）により低抵抗領域に多くの電流が流れ、その領域にてＴｇ以上の発熱が生じ有機化合物が不可逆物理化学変化を起こし劣化する。
（２）点灯により積層界面において電子・正孔に対するポテンシャルが変化し、電荷輸送効率が低下する。
（３）点灯により有機化合物内の分子分極が変化し、再結合確率が低下する。
【０００７】
要因（１）は製造不良の初期故障に相当するものでアニール処理が有効の場合がある。しかし（２），（３）は、要因が電子・正孔の伝導による有機化合物の変化であるから、単にアニール処理することでは解決できるものではなく、電流を過剰に流し込み、早期に初期変化を終了させることが有効と考える。
【０００８】
早期にエージングを終了させることは生産技術の面からも重要である。すなわち、初期故障を早期に発生させて選別でき、また製造時間の短縮を図ることができるからである。
【０００９】
しかしＯＬＥＤを構成する有機化合物の中には、ガラス転移温度Ｔｇが８０℃〜１００℃と低温であるものが多い。もしこれらの材料が電流の印加によりＴｇ以上に昇温された場合には、有機化合物層内に微結晶が形成され、その結果特性劣化を生じさせることになる。つまりＯＬＥＤの初期安定化を図るエージングにおいて、短時間で大電流を印加させることと、有機化合物の発熱をＴｇ未満に抑えることは互いに相反し、両立させることが困難であった。
【００１０】
前記特許文献１，２においては、この要請については何ら考慮されていない。特許文献１では、大電流（駆動時の電流密度の５〜１０００倍）でエージングを行うものであるが、その上限値は、素子の局所的な融解等により致命的な損傷が起こる場合を限界としたもので、Ｔｇを超える発熱を許容するものである。また特許文献２では、短時間で大電流を印加することについては触れていない。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、特性劣化を生じさせることなく短時間のエージング処理が可能な有機発光ディスプレイ及びその製造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】
【００１２】
本発明は、基板面上に、駆動回路、陽極、有機発光層、陰極を積層してなる有機発光ディスプレイにおいて、陽極と陰極の間にエージングのための電流を印加する際、有機発光ディスプレイの昇温を抑制するヒートシンク部材を取り付けるために、有機発光ディスプレイの少なくとも１つの外周面を平坦形状とした。
【００１３】
また本発明は、基板面上に、駆動回路、陽極、有機発光層、陰極を積層してなる有機発光ディスプレイの製造方法において、有機発光ディスプレイにはその昇温を抑制する昇温抑制手段を設け、陽極と陰極の間に電流を印加し、通常動作時の輝度より大きな輝度に設定して有機発光層を発光させてエージング処理を行う。
【００１４】
昇温抑制手段として、有機発光ディスプレイの少なくとも１つの外周面に熱抵抗の小さいヒートシンク部材を取り付ける。または、昇温抑制手段として、有機発光ディスプレイを低温槽内に設置する。そして、昇温抑制手段により、エージング処理時の有機発光ディスプレイの昇温を有機発光ディスプレイを構成する部材のガラス転移温度未満に抑制する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特性劣化を生じさせることなく短時間で効果的なエージング処理が可能な有機発光ディスプレイ及びその製造方法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】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明による有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）の一実施形態を示す概略断面図である。ここでは、トップエミッション型ＯＬＥＤの１画素の概略構造を示す。全体の構成は、アルミニウム基板１上に絶縁膜２を形成し、その上にＴＦＴ駆動回路３を形成し、平坦化層４にて平坦化を図り、平坦化層４の上にＯＬＥＤ素子１３を形成する。ＯＬＥＤ素子１３は、基板側から順に、陽極（反射電極）５、正孔注入層６、正孔輸送層７、有機発光層８、電子輸送層９、電子注入層１０及び陰極（透明電極）１１を積層する。ＴＦＴ駆動回路３により陽極５と陰極１１に直流電圧１５を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。発光された光１６は、透明電極である陰極１１を透過して外部へ放射する。陽極５は反射電極であり、発光層８から到来した光を反射して陰極側へ戻す。
【００１８】
正孔輸送層７は、陽極５からの正孔を輸送し、陰極１１から輸送されてきた電子をブロックする。電子輸送層９は、陰極１１からの電子を輸送し、陽極５から輸送されてきた正孔をブロックする。いわゆる、ダブルヘテロ構造となっている。陰極１１から注入された電子と陽極５から注入された正孔は、発光層８にて再結合して励起子を形成し、この励起子が放射失活する過程で光を発生する。
【００１９】
以下、各部分の構成を詳細に説明する。
【００２０】
厚さ約１ｍｍのアルミニウム基板１を基材とし、陽極酸化により厚さ約１００ｎｍのＡｌ２Ｏ３絶縁層２を形成する。アルミニウム基板１と絶縁層２をもって基板１２とする。アルミニウム基板１の下面には、ＯＬＥＤの放熱を行うために、深さが約０．３ｍｍの櫛歯状の溝１４を形成している。そして下面全体は、後述するエージング工程にてヒートシンク部材を取り付け可能とするため突部のない平坦面とした。絶縁層２を形成後、ＴＦＴ駆動回路３及び平坦化膜４を形成する。
【００２１】
平坦化膜４の上にはＯＬＥＤ素子１３として、順次、陽極（反射電極）５としてアルミニウムを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８としてトリスアルミニウムを８０ｎｍ厚、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を１２０ｎｍ厚、を形成した。ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。その後は、図１では省略しているが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。
【００２２】
基板１としては、アルミニウムの他、ソーダガラス、石英、サファイア、アルミニウム合金等の無機材料や、プラスチックとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンー２、６―ナフタレート、ポリカーボネイト、ポリサリフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂を用いてもよい。
【００２３】
陽極５には、仕事関数の小さいＭｇ，Ｉｎ，Ａｇの単層金属、またはＡｌ−Ｍｇ，Ａｇ−Ｍｇ，Ａｌ−Ｌｉ，Ｍｇ−Ａｇ等の合金を用いてもよい。
【００２４】
正孔輸送層７は、芳香族三級アミン誘導体、フタロシアニン誘導体等がある。また、上記材料の単層構造でもよいし、複層構造であってもよい。
【００２５】
発光層８は、発光材料及び必要により添加するドーピング材料からなる。ドーピング材料は、発光層８からの発光効率を向上させ、発光色を変化させる場合に発光層中に添加する材料である。発光材料及びドーピング材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、ルブレン、キナクリドン、希土類錯体、イリジウム錯体、アントラセン類、各種蛍光色素等を用いることができる。
【００２６】
電子輸送層９は、陰極２２から効率良く電子が注入された電子を輸送する能力をもち、発光層に対して優れた電子注入効果を有する。材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、トリアゾール錯体等がある。
【００２７】
電子注入層１０は、陰極２２から効率良く電子を注入しやすくする能力をもち、また電子輸送層９への電子の注入を効率的に行う。材料としては、リチウムなどのアルカリ金属、フッ化リチウム、酸化リチウム、リチウム錯体等がある。
【００２８】
陰極１１には、ＩＴＯやＳｎＯ２等の透明導電性材料を用いるが、電気抵抗値は素子の消費電力や発熱を低減するため低抵抗にする。
【００２９】
図２は、本発明による有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）の他の実施形態を示す概略断面図である。ここでは、ボトムエミッション型ＯＬＥＤの１画素の概略構造を示す。全体構成は、ガラス基板２０上に、ＯＬＥＤ素子１３として、透明電極である陽極２１、有機化合物からなる正孔輸送層７、有機化合物からなる発光層８、有機化合物からなる電子輸送層９、電子注入層１０及び金属電極である陰極２２とを順次積層している。更には発光効率を向上させるため、陽極２１と正孔輸送層７との間に正孔注入層を設けてもよい。ガラス基板２０上には、発光領域とは別にＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ駆動回路３を形成している。ＴＦＴ駆動回路３により陽極２１と陰極２２に直流電圧１５を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。発光層８からの光１６は、陽極２１とガラス基板２０を透過し外部に放射される。発光層８から陰極側へ放射された光は、金属陰極２２より反射されて、外部へ効率良く放射される。
【００３０】
図３は、本実施例の有機発光ディスプレイを用いた有機発光ディスプレイパネルの概要を示す図である。ここでは、複数画素（９個）分のトップエミッション型ＯＬＥＤ素子を配列し、アクティブマトリックス方式で駆動する場合を示す。図３には明示していないが、ＯＬＥＤパネル３０の最背面全体にアルミニウム基板１と絶縁膜２を配置し、その前面に向かって順に、各ＴＦＴ駆動回路３、陽極（反射電極）５、有機発光層８、陰極（透明電極）１１を配置する。各素子において、駆動回路３は発光層８の発光領域と重なる位置に配置することができるので、パネル表面の発光領域を有効に利用できる。
【００３１】
パネル３０には、水平方向の複数の走査線３１と、垂直方向の複数のデータ線３２を配置し、これらによりＯＬＥＤ素子（画素領域）を選択する。すなわち、走査線３１に供給する走査線信号と、データ線３２に供給するデータ線信号により、交差する駆動回路３を選択する。選択された駆動回路３は、素子内の陽極５と陰極１１との間に直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。また、必要に応じて、電源回路及び電源供給線や制御信号を供給する制御線を付加する。
【００３２】
有機発光層８から発した光は、発光層８より背面側に配置された陽極５により反射され、発光層８より前面側に配置された陰極１１を透過して外部に放射される。
【００３３】
図４は、本実施例の有機発光ディスプレイを用いた有機発光ディスプレイ装置の全体構成を示す図である。有機発光ディスプレイ装置は、アクティブマトリックス駆動のＯＬＥＤパネル３０と、走査線駆動回路３３と、データ線駆動回路３４とを備えている。走査線駆動回路３３は、パネル３０上の水平方向の走査線３１に走査線選択信号を供給する。またデータ線駆動回路３４は、垂直方向のデータ線３２にデータ線選択信号を供給する。更にカラーフィルタを用いて、マルチカラー表示またはフルカラー表示とすることも可能である。
【００３４】
また、図示していないが、必要に応じて、電源回路及び電源供給線や制御信号を供給する制御線、電源制御回路、電源電圧供給回路、制御信号駆動回路等を付加する。
【００３５】
次に、上記のような有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）の製造方法について説明する。本発明の有機発光ディスプレイの製造方法では、ＯＬＥＤのエージング処理において、大電流を短時間に印加するものである。その際、印加電流による昇温をＯＬＥＤを構成する有機化合物のガラス転移点Ｔｇ未満に抑えるため、以下に示すような昇温抑制手段を採用している。
【００３６】
ＯＬＥＤの構成は、基板の上に、駆動回路、陽極、発光層、陰極を積層してなり、前記陽極と前記陰極の間に電流を印加するエージングにおいて、強制的にＯＬＥＤの昇温を抑制する手段を設けるようにした。ＯＬＥＤを構成する有機化合物は非晶質構造の有機半導体であり、抵抗率が１０８Ωｃｍ〜１０１６Ωｃｍと高抵抗であるが、その温度特性はＳｉ等の無機半導体より急峻である。すなわち、ＯＬＥＤ内の発熱により発熱部の抵抗が急激に下がる。強制的にＯＬＥＤの昇温を抑制する手段を設けるエージングでは、ＯＬＥＤの一部領域に短絡部がある場合に、短絡部へ集中的に電流が流れ局所的に発熱することにより更に抵抗が下がり電流が増加し破壊により絶縁化する。短絡部のない通常の領域では、温度の上昇が少ないために抵抗の低下は少ない。したがって、短時間に短絡部の有無の選別が可能であり、エージング電流として大電流を流すことが可能となる。
【実施例１】
【００３７】
図５は、本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の一実施例を示す図である。図１に示したトップエミッション型構造のＯＬＥＤパネル４２を、その基板面をヒートシンク４０に密着するように配置し、ヒートシンク４０によりＯＬＥＤのエージング時の昇温を抑制する方式である。エージングは、パネル４２の端子をＦＰＣ４３にてコネクタ４４に接続し、エージング駆動回路及び電源４５からコネクタ４４を通してＯＬＥＤに電流を印加し、常温（例えば周囲温度２５℃）環境で点灯させる。印加する電流は、所定の輝度が得られる値に設定する。
【００３８】
ヒートシンク４０の材料は、熱抵抗の値が小さいほど放熱効果は高く、例えばアルミニウム材（熱抵抗０．２（ｄｅｇ／Ｗ））が適する。またヒートシンク４０はＯＬＥＤとの密着を良好とするため、接触面は突起のない平坦面とする。密着方法としては、機械的にパネルの一部をヒートシンクに押さえ込む方法、真空吸引にて、パネルをヒートシンクに密着させる方法等がある。また、接触面にサーマルグリースを薄く塗ることで、熱伝導が良好になる。
【実施例２】
【００３９】
図６は、本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の他の実施例を示す図である。本実施例では、前記図５のヒートシンク４０を取り付けるとともに、強制空冷ファン４１との併用によりＯＬＥＤの昇温を更に抑制する方式である。
【実施例３】
【００４０】
図７は、本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の更に他の実施例を示す図である。本実施例においては、前記図５のヒートシンク４０を取り付けるとともに、周囲温度を低温環境とするため冷蔵庫４６内に設置した。パネル端子とコネクタ４４とをＦＰＣ４３にて接続し、エージング駆動回路及び電源４５からコネクタ４４を通してＯＬＥＤに所定の電流を印加し、点灯させた。冷蔵庫４６内の温度は、３℃と−１０℃の２種類にて行った。本実施例では、周囲温度を下げることで更にＯＬＥＤの昇温を抑制する。
【００４１】
図８と図９は、上記実施例におけるパネル温度の上昇を測定した結果を示す図である。横軸は、エージング時の輝度の値（初期値）を示す。縦軸は各輝度に対するパネル温度を示す。パネル温度は電流印加後暫くの間上昇するので、これが安定した時点（約１〜２ｈｒ経過後）での値である。ＴｇはＯＬＥＤを構成する有機化合物のガラス転移点で、本実施例の場合は約１００℃である。
【００４２】
図８において、（ａ）はヒートシンクを取り付けない従来の場合、（ｂ）は、実施例１（図５）のようにヒートシンクを取り付けた場合、（ｃ）は、実施例２（図６）のようにヒートシンクとともに強制空冷を併用した場合である。
【００４３】
（ａ）のヒートシンクを取り付けない従来の場合は、輝度の増加に伴いパネル温度が上昇し、高輝度領域（輝度＞６００ｃｄ／ｍ２）では１００℃以上となる。この温度はＯＬＥＤのガラス転移点Ｔｇを超える温度であり、有機化合物の結晶化及び凝集により特性劣化を引き起こす。その結果、設定した輝度（＞６００ｃｄ／ｍ２）を維持できずに、点灯中に輝度が低下していく。
【００４４】
これに対し（ｂ）のヒートシンクを取り付けた場合は、輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に上げてもパネル温度は約７０℃である。これはＯＬＥＤのＴｇ未満の温度であり、特性劣化なしで充分に点灯可能である。更に（ｃ）のヒートシンク取り付けと強制空冷を併用した場合には、輝度１０００ｃｄ／ｍ２におけるパネル温度は約６０℃まで下がる。この場合もＴｇ未満の温度であり、特性劣化なしで充分に点灯可能である。
【００４５】
なお（ａ）のヒートシンクがない場合には、パネル温度がＴｇ（１００℃）未満となる条件で、エージングすることも考えられる。例えば、輝度４００ｃｄ／ｍ２の条件に印加電流を抑える。しかしその場合には、輝度を下げた分長いエージング時間を必要とする。これに対し本実施例では、（ｂ）ヒートシンクや（ｃ）強制空冷の併用による冷却作用の結果、高輝度１０００ｃｄ／ｍ２となる大電流を印加することが可能となる。その分、エージングに必要な時間が短くなり効率的である。エージングの効果は輝度と時間の積で決まるとすれば、（ａ）のヒートシンクなしで輝度４００ｃｄ／ｍ２でエージングする場合に対し、（ｂ）のヒートシンクの取り付けや、（ｃ）のヒートシンクと強制空冷を併用して、輝度１０００ｃｄ／ｍ２でエージングする場合は、処理時間は約１／２．５に低減できる。
【００４６】
また図９は、（ａ）は冷却なしの従来の場合、（ｄ）は、実施例３（図７）のようにヒートシンクを取り付け冷蔵庫（３℃）内に設置した場合、（ｅ）は、ヒートシンクを取り付け更に低温の冷蔵庫（−１０℃）内に設置した場合である。
【００４７】
（ｄ）のヒートシンク取り付け及び冷蔵庫（３℃）内に設置の場合には、輝度１４００ｃｄ／ｍ２におけるパネル温度は約４０℃であり、（ｅ）の冷蔵庫（−１０℃）内に設置の場合には、輝度２０００ｃｄ／ｍ２においてもパネル温度は約３５℃である。いずれもＯＬＥＤのＴｇ未満の温度であり、特性劣化なしで充分に点灯可能である。そして、（ｄ）では輝度１４００ｃｄ／ｍ２になる電流を、また（ｅ）では輝度２０００ｃｄ／ｍ２以上になる電流を印加することが可能となる。その結果、（ａ）の冷却なしで輝度４００ｃｄ／ｍ２でエージングする場合に対し、（ｄ）の場合は処理時間が約１／３．５に、（ｅ）の場合は処理時間が約１／５に低減でき、大幅な時間短縮を図ることができる。
【００４８】
図１０は、各実施例のエージング方法を適用した際の、エージング時間に対する相対輝度の変化を示す図である。また図１１は、そのエージング条件と輝度変化の結果を表にまとめたものである。ここでは輝度の初期値を一定６００ｃｄ／ｍ２に揃えて（すなわち同一駆動電流にて）比較している。
【００４９】
条件（１）は従来方法で、ヒートシンクなし、周囲温度２５℃、パネル温度１００℃である。（２）は実施例２の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度２５℃、強制空冷あり、パネル温度４０℃である。（３）は実施例３の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度３℃（冷蔵庫内に設置）、パネル温度２０℃である。（４）は実施例３の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度−１０℃（冷蔵庫内に設置）、パネル温度０℃である。
【００５０】
条件（１）ではパネル温度が約１００℃であるため、ＯＬＥＤのガラス転移点Ｔｇに到達し、エージング時間とともに輝度低下が著しい。これは、ＯＬＥＤ内の有機化合物の結晶化が生じたためと推定される。一方、条件（２）（３）（４）では、パネル温度は０℃〜４０℃の間で相違するが、輝度変化は緩やかでほぼ一致している。すなわち、輝度の初期値が一定で、パネル温度がＴｇ未満であれば、輝度変化はパネル温度にほとんど依存しない。
【００５１】
エージング時間とともに輝度が緩やかに低下することは、エージング作用の発生を意味する。そして、輝度が初期値から所定量減少する時点を、エージング処理終了点とする。輝度の減少量を大きくとれば特性はより安定となるが、エージング処理時間が長くなる。輝度減少量は適宜決定すればよいが、本実施例では、輝度が５％減少する点をエージング終了点とする。条件（１）ではＯＬＥＤの特性劣化を生じているのでエージング効果は期待できない。条件（２）（３）（４）では約４０ｈｒにて輝度が５％減少しエージング処理の終了点とする。
【００５２】
図１２は、各実施例の輝度の初期値を変えてエージング方法を適用した際の、エージング時間に対する相対輝度の変化を示す図である。ここでは各実施例のパネル温度差が少なくなるよう輝度の初期値を設定した。また図１３は、そのエージング条件と輝度変化の結果を表にまとめたものである。
【００５３】
条件（５）は従来方法で、ヒートシンクなし、周囲温度２５℃、初期輝度４００ｃｄ／ｍ２とし、パネル温度７０℃である。（６）は実施例２の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度２５℃、強制空冷あり、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２とし、パネル温度６０℃である。（７）は実施例３の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度３℃（冷蔵庫内に設置）、初期輝度１４００ｃｄ／ｍ２とし、パネル温度４０℃である。（８）は実施例３の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度−１０℃（冷蔵庫内に設置）、初期輝度２５００ｃｄ／ｍ２とし、パネル温度４５℃である。
【００５４】
条件（５）においては、パネル温度をＴｇ未満にするためには、初期輝度を４００ｃｄ／ｍ２程度まで下げなければならない。条件（６）（７）（８）では、初期輝度１０００〜２５００ｃｄ／ｍ２においてもパネル温度は４０℃〜６０℃であり、Ｔｇ未満とすることが可能である。輝度が初期値から５％減少するまでのエージング時間は、従来の（５）では５０ｈｒであるが、昇温抑制手段を用いる（６）では２０ｈｒ、（７）では１４ｈｒ、（８）では８ｈｒ、と短時間でエージングを終了することが可能となる。その結果、（８）でのエージング時間は、（５）のエージング時間の約１／６．３まで短縮可能である。
【００５５】
すなわち、強制的にＯＬＥＤの昇温を抑制する手段にてパネル温度をＴｇ未満を維持し、高輝度（大電流）にて点灯すれば、エージング処理を短時間に終了することが可能となる。
【００５６】
図１４は、エージング処理後の各ＯＬＥＤについて、点灯時間に対する輝度の変化を測定した結果を示す図である。ここでは、前記した図１２、図１３の条件（５）〜（８）で輝度が５％減少するまでエージングを行った各ＯＬＥＤについて、初期輝度２００ｃｄ／ｍ２にて、常温で（強制的な昇温抑制手段なし）点灯させた。点灯時間に対する輝度変化は小さく、エージングの効果（輝度特性の安定化）が認められる。そして、各ＯＬＥＤの差はわずか（１％程度）であり、エージング方法による効果の差は少ないと認められる。
【００５７】
これより、強制的にＯＬＥＤの昇温を抑制する手段を用いて、パネル温度をＴｇ未満としながら高輝度（大電流）にてエージング処理を行えば、短時間でエージング処理を行うことができ、製造工程の時間短縮に有効である。
【００５８】
以上ＯＬＥＤの構造やエージング方法について具体的に述べたが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。すなわちＯＬＥＤの構造は、トップエミッション型でもボトムエミッション型でもよい。基板材料は、ガラス基板、プラスチック基板、アルミニウム以外の他の金属基板でもよい。有機化合物は、低分子系有機化合物でも高分子系有機化合物でもよい。ＯＬＥＤの積層構造は、陽極、発光層、陰極の順番でも、陰極、発光層、陽極の順番でもよい。またカラー表示のために、Ｒ，Ｇ，Ｂの個別の発光層を用いる方法、白色発光層を形成し、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタにより画素を区別する方法、発光層を形成し、色変換層にて色を変換してその後カラーフィルタにより画素を区別する方法が適用できる。駆動回路はＴＦＴ駆動回路だけでなく、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）駆動回路、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）駆動回路、ＳＩＴ（Ｓｔａｔｉｃ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）駆動回路等でもよい。駆動回路はＳｉ等を使用する無機半導体だけでなく、有機半導体にて構成してもよい。
【００５９】
エージング方法は、ＲＧＢ（又はＲＢＧＷ）毎に適した条件にて行っても良く、ＲＧＢ（又はＲＧＢＷ）を共通の条件にて行ってもよい。ＲＧＢ（又はＲＧＢＷ）の画素毎に個別にエージングを行ってもよい。
【００６０】
昇温抑制手段として、パネルのヒートシンクへの保持方法は、パネルを垂直に立てるだけでなく、水平でも傾斜して保持しても構わない。パネルのヒートシンクへの密着方法は、パネルの端部を機械的に押さえる方法、真空吸引にて密着させる方法、パネルの両面からヒートシンクにて押さえ込む方法（両面から放熱可能）等が可能である。ヒートシンクの熱抵抗及び形状は、本実施例に限定することなく、強制的にＯＬＥＤの昇温を抑制する放熱特性があればよい。周囲温度を低温にするには、ＯＬＥＤ全体を冷蔵庫、冷凍庫、水冷庫などの低温槽内に設置すればよい。また強制空冷ファンは、単独で用いてもよいが、上記ヒートシンクや低温槽と併用することで効果が上がる。
【００６１】
エージングを行う際の輝度（輝度に対応する電流）は、本実施例の４００〜２５００ｃｄ／ｍ２に限定する必要はない。パネル温度がＯＬＥＤを構成する有機化合物のＴｇ未満であれば、２５００ｃｄ／ｍ２以上でも、更に１００００ｃｄ／ｍ２以上とすることもできる。エージングを終了する目安は、本実施例の輝度５％減に限定するものではなく、所望の値までの輝度減少や所望の値までの色度変化等の、他の特性の変化も含めて総合的に判断して決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）の一実施形態を示す概略断面図。
【図２】本発明による有機発光ディスプレイの他の実施形態を示す概略断面図。
【図３】本実施例の有機発光ディスプレイを用いた有機発光ディスプレイパネルの概要を示す図。
【図４】本実施例の有機発光ディスプレイを用いた有機発光ディスプレイ装置の全体構成を示す図。
【図５】本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の一実施例を示す図。
【図６】本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の他の実施例を示す図。
【図７】本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の更に他の実施例を示す図。
【図８】各実施例におけるパネル温度の上昇を測定した結果を示す図。
【図９】各実施例におけるパネル温度の上昇を測定した結果を示す図。
【図１０】各実施例においてエージング時間に対する相対輝度の変化を示す図。
【図１１】各実施例においてエージング条件と輝度変化の結果を示す図。
【図１２】各実施例においてエージング時間に対する相対輝度の変化を示す図。
【図１３】各実施例においてエージング条件と輝度変化の結果を示す図。
【図１４】エージング処理後の各ＯＬＥＤについて、点灯時間に対する輝度の変化を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１…アルミニウム基板、３…ＴＦＴ駆動回路、５…陽極（反射電極）、６…正孔注入層、８…有機発光層、９…電子輸送層、１０…電子注入層、１１…陰極（透明電極）、１３…ＯＬＥＤ素子、１４…溝、１５…直流電圧、２０…ガラス基板、２１…陽極（透明電極）、２２…陰極（反射電極）、３０…ＯＬＥＤパネル、３１…走査線、３２…データ線、４０…ヒートシンク、４１…強制空冷ファン、４２…ＯＬＥＤパネル、４３…ＦＰＣ、４４…コネクタ、４５…エージング駆動回路及び電源、４６…冷蔵庫。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物からなる発光層に電界を印加し光を放出させる有機発光ディスプレイ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ディスプレイ（以下、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）と呼ぶ）は、ガラス、プラスチック、有機フィルム及び金属等の基板上に、陽極、有機発光層及び陰極等を順次形成し、これに直流電流を印加して発光させ、マルチカラー表示またはフルカラー表示を可能にする素子である。光を取り出す構造として、基板側から光を取り出すボトムエミッション型と、基板と反対側から光を取り出すトップエミッション型がある。トップエミッション型は、基板内にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を含む駆動回路及び演算回路等を形成できるので多機能な素子を実現でき、また、ＯＬＥＤ素子から発光する光がＴＦＴ等を含む駆動回路等により遮られることがないため、ボトムエミッション型より開口率を高めることができるという利点がある。
【０００３】
ＯＬＥＤには駆動時間とともに発光輝度が低下するという性質を有するため、いわゆるエージング処理が必要である。エージング処理は、ＯＬＥＤの輝度・色度の初期劣化を行い、その後の使用時の経時変化を安定化させ、しいては輝度半減寿命の向上及び焼き付きの低減を図るものである。また、ＯＬＥＤを形成する多層膜の欠陥を早期に発見して不良品を選別したり、短絡箇所に対してはこれを破壊して絶縁状態に変化させて無駄な電流が流れないように改質したりする作用もある。
【０００４】
ＯＬＥＤに対するエージング方法が多々提案されている。例えば特許文献１には、駆動時の電流密度の５〜１０００倍の電流密度でエージングすることとし、０．０１〜１Ａ／ｃｍ２の電流密度でエージングすることを提案している。また、特許文献２には、封止層形成前に有機ＥＬ素子に電界を印加するとともにガラス転移点Ｔｇ以下の温度で加熱処理を施し、発光時間が１２ｈｒから１００ｈｒであるエージングを行うことを提案している。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８５９７９号公報
【特許文献２】特開２００３−２６４０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＯＥＬＤはエージング処理を行わないで点灯すると、輝度の経過変化は初期点灯時の輝度低下が大きく、その後緩やかになる傾向を示す。初期輝度低下のメカニズムは、次の３要因が考えられる。
（１）発光領域の抵抗不均一（密度や膜厚の不均一）により低抵抗領域に多くの電流が流れ、その領域にてＴｇ以上の発熱が生じ有機化合物が不可逆物理化学変化を起こし劣化する。
（２）点灯により積層界面において電子・正孔に対するポテンシャルが変化し、電荷輸送効率が低下する。
（３）点灯により有機化合物内の分子分極が変化し、再結合確率が低下する。
【０００７】
要因（１）は製造不良の初期故障に相当するものでアニール処理が有効の場合がある。しかし（２），（３）は、要因が電子・正孔の伝導による有機化合物の変化であるから、単にアニール処理することでは解決できるものではなく、電流を過剰に流し込み、早期に初期変化を終了させることが有効と考える。
【０００８】
早期にエージングを終了させることは生産技術の面からも重要である。すなわち、初期故障を早期に発生させて選別でき、また製造時間の短縮を図ることができるからである。
【０００９】
しかしＯＬＥＤを構成する有機化合物の中には、ガラス転移温度Ｔｇが８０℃〜１００℃と低温であるものが多い。もしこれらの材料が電流の印加によりＴｇ以上に昇温された場合には、有機化合物層内に微結晶が形成され、その結果特性劣化を生じさせることになる。つまりＯＬＥＤの初期安定化を図るエージングにおいて、短時間で大電流を印加させることと、有機化合物の発熱をＴｇ未満に抑えることは互いに相反し、両立させることが困難であった。
【００１０】
前記特許文献１，２においては、この要請については何ら考慮されていない。特許文献１では、大電流（駆動時の電流密度の５〜１０００倍）でエージングを行うものであるが、その上限値は、素子の局所的な融解等により致命的な損傷が起こる場合を限界としたもので、Ｔｇを超える発熱を許容するものである。また特許文献２では、短時間で大電流を印加することについては触れていない。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、特性劣化を生じさせることなく短時間のエージング処理が可能な有機発光ディスプレイ及びその製造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】
【００１２】
本発明は、基板面上に、駆動回路、陽極、有機発光層、陰極を積層してなる有機発光ディスプレイにおいて、陽極と陰極の間にエージングのための電流を印加する際、有機発光ディスプレイの昇温を抑制するヒートシンク部材を取り付けるために、有機発光ディスプレイの少なくとも１つの外周面を平坦形状とした。
【００１３】
また本発明は、基板面上に、駆動回路、陽極、有機発光層、陰極を積層してなる有機発光ディスプレイの製造方法において、有機発光ディスプレイにはその昇温を抑制する昇温抑制手段を設け、陽極と陰極の間に電流を印加し、通常動作時の輝度より大きな輝度に設定して有機発光層を発光させてエージング処理を行う。
【００１４】
昇温抑制手段として、有機発光ディスプレイの少なくとも１つの外周面に熱抵抗の小さいヒートシンク部材を取り付ける。または、昇温抑制手段として、有機発光ディスプレイを低温槽内に設置する。そして、昇温抑制手段により、エージング処理時の有機発光ディスプレイの昇温を有機発光ディスプレイを構成する部材のガラス転移温度未満に抑制する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特性劣化を生じさせることなく短時間で効果的なエージング処理が可能な有機発光ディスプレイ及びその製造方法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】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明による有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）の一実施形態を示す概略断面図である。ここでは、トップエミッション型ＯＬＥＤの１画素の概略構造を示す。全体の構成は、アルミニウム基板１上に絶縁膜２を形成し、その上にＴＦＴ駆動回路３を形成し、平坦化層４にて平坦化を図り、平坦化層４の上にＯＬＥＤ素子１３を形成する。ＯＬＥＤ素子１３は、基板側から順に、陽極（反射電極）５、正孔注入層６、正孔輸送層７、有機発光層８、電子輸送層９、電子注入層１０及び陰極（透明電極）１１を積層する。ＴＦＴ駆動回路３により陽極５と陰極１１に直流電圧１５を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。発光された光１６は、透明電極である陰極１１を透過して外部へ放射する。陽極５は反射電極であり、発光層８から到来した光を反射して陰極側へ戻す。
【００１８】
正孔輸送層７は、陽極５からの正孔を輸送し、陰極１１から輸送されてきた電子をブロックする。電子輸送層９は、陰極１１からの電子を輸送し、陽極５から輸送されてきた正孔をブロックする。いわゆる、ダブルヘテロ構造となっている。陰極１１から注入された電子と陽極５から注入された正孔は、発光層８にて再結合して励起子を形成し、この励起子が放射失活する過程で光を発生する。
【００１９】
以下、各部分の構成を詳細に説明する。
【００２０】
厚さ約１ｍｍのアルミニウム基板１を基材とし、陽極酸化により厚さ約１００ｎｍのＡｌ２Ｏ３絶縁層２を形成する。アルミニウム基板１と絶縁層２をもって基板１２とする。アルミニウム基板１の下面には、ＯＬＥＤの放熱を行うために、深さが約０．３ｍｍの櫛歯状の溝１４を形成している。そして下面全体は、後述するエージング工程にてヒートシンク部材を取り付け可能とするため突部のない平坦面とした。絶縁層２を形成後、ＴＦＴ駆動回路３及び平坦化膜４を形成する。
【００２１】
平坦化膜４の上にはＯＬＥＤ素子１３として、順次、陽極（反射電極）５としてアルミニウムを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８としてトリスアルミニウムを８０ｎｍ厚、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を１２０ｎｍ厚、を形成した。ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。その後は、図１では省略しているが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。
【００２２】
基板１としては、アルミニウムの他、ソーダガラス、石英、サファイア、アルミニウム合金等の無機材料や、プラスチックとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンー２、６―ナフタレート、ポリカーボネイト、ポリサリフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂を用いてもよい。
【００２３】
陽極５には、仕事関数の小さいＭｇ，Ｉｎ，Ａｇの単層金属、またはＡｌ−Ｍｇ，Ａｇ−Ｍｇ，Ａｌ−Ｌｉ，Ｍｇ−Ａｇ等の合金を用いてもよい。
【００２４】
正孔輸送層７は、芳香族三級アミン誘導体、フタロシアニン誘導体等がある。また、上記材料の単層構造でもよいし、複層構造であってもよい。
【００２５】
発光層８は、発光材料及び必要により添加するドーピング材料からなる。ドーピング材料は、発光層８からの発光効率を向上させ、発光色を変化させる場合に発光層中に添加する材料である。発光材料及びドーピング材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、ルブレン、キナクリドン、希土類錯体、イリジウム錯体、アントラセン類、各種蛍光色素等を用いることができる。
【００２６】
電子輸送層９は、陰極２２から効率良く電子が注入された電子を輸送する能力をもち、発光層に対して優れた電子注入効果を有する。材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、トリアゾール錯体等がある。
【００２７】
電子注入層１０は、陰極２２から効率良く電子を注入しやすくする能力をもち、また電子輸送層９への電子の注入を効率的に行う。材料としては、リチウムなどのアルカリ金属、フッ化リチウム、酸化リチウム、リチウム錯体等がある。
【００２８】
陰極１１には、ＩＴＯやＳｎＯ２等の透明導電性材料を用いるが、電気抵抗値は素子の消費電力や発熱を低減するため低抵抗にする。
【００２９】
図２は、本発明による有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）の他の実施形態を示す概略断面図である。ここでは、ボトムエミッション型ＯＬＥＤの１画素の概略構造を示す。全体構成は、ガラス基板２０上に、ＯＬＥＤ素子１３として、透明電極である陽極２１、有機化合物からなる正孔輸送層７、有機化合物からなる発光層８、有機化合物からなる電子輸送層９、電子注入層１０及び金属電極である陰極２２とを順次積層している。更には発光効率を向上させるため、陽極２１と正孔輸送層７との間に正孔注入層を設けてもよい。ガラス基板２０上には、発光領域とは別にＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ駆動回路３を形成している。ＴＦＴ駆動回路３により陽極２１と陰極２２に直流電圧１５を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。発光層８からの光１６は、陽極２１とガラス基板２０を透過し外部に放射される。発光層８から陰極側へ放射された光は、金属陰極２２より反射されて、外部へ効率良く放射される。
【００３０】
図３は、本実施例の有機発光ディスプレイを用いた有機発光ディスプレイパネルの概要を示す図である。ここでは、複数画素（９個）分のトップエミッション型ＯＬＥＤ素子を配列し、アクティブマトリックス方式で駆動する場合を示す。図３には明示していないが、ＯＬＥＤパネル３０の最背面全体にアルミニウム基板１と絶縁膜２を配置し、その前面に向かって順に、各ＴＦＴ駆動回路３、陽極（反射電極）５、有機発光層８、陰極（透明電極）１１を配置する。各素子において、駆動回路３は発光層８の発光領域と重なる位置に配置することができるので、パネル表面の発光領域を有効に利用できる。
【００３１】
パネル３０には、水平方向の複数の走査線３１と、垂直方向の複数のデータ線３２を配置し、これらによりＯＬＥＤ素子（画素領域）を選択する。すなわち、走査線３１に供給する走査線信号と、データ線３２に供給するデータ線信号により、交差する駆動回路３を選択する。選択された駆動回路３は、素子内の陽極５と陰極１１との間に直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。また、必要に応じて、電源回路及び電源供給線や制御信号を供給する制御線を付加する。
【００３２】
有機発光層８から発した光は、発光層８より背面側に配置された陽極５により反射され、発光層８より前面側に配置された陰極１１を透過して外部に放射される。
【００３３】
図４は、本実施例の有機発光ディスプレイを用いた有機発光ディスプレイ装置の全体構成を示す図である。有機発光ディスプレイ装置は、アクティブマトリックス駆動のＯＬＥＤパネル３０と、走査線駆動回路３３と、データ線駆動回路３４とを備えている。走査線駆動回路３３は、パネル３０上の水平方向の走査線３１に走査線選択信号を供給する。またデータ線駆動回路３４は、垂直方向のデータ線３２にデータ線選択信号を供給する。更にカラーフィルタを用いて、マルチカラー表示またはフルカラー表示とすることも可能である。
【００３４】
また、図示していないが、必要に応じて、電源回路及び電源供給線や制御信号を供給する制御線、電源制御回路、電源電圧供給回路、制御信号駆動回路等を付加する。
【００３５】
次に、上記のような有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）の製造方法について説明する。本発明の有機発光ディスプレイの製造方法では、ＯＬＥＤのエージング処理において、大電流を短時間に印加するものである。その際、印加電流による昇温をＯＬＥＤを構成する有機化合物のガラス転移点Ｔｇ未満に抑えるため、以下に示すような昇温抑制手段を採用している。
【００３６】
ＯＬＥＤの構成は、基板の上に、駆動回路、陽極、発光層、陰極を積層してなり、前記陽極と前記陰極の間に電流を印加するエージングにおいて、強制的にＯＬＥＤの昇温を抑制する手段を設けるようにした。ＯＬＥＤを構成する有機化合物は非晶質構造の有機半導体であり、抵抗率が１０８Ωｃｍ〜１０１６Ωｃｍと高抵抗であるが、その温度特性はＳｉ等の無機半導体より急峻である。すなわち、ＯＬＥＤ内の発熱により発熱部の抵抗が急激に下がる。強制的にＯＬＥＤの昇温を抑制する手段を設けるエージングでは、ＯＬＥＤの一部領域に短絡部がある場合に、短絡部へ集中的に電流が流れ局所的に発熱することにより更に抵抗が下がり電流が増加し破壊により絶縁化する。短絡部のない通常の領域では、温度の上昇が少ないために抵抗の低下は少ない。したがって、短時間に短絡部の有無の選別が可能であり、エージング電流として大電流を流すことが可能となる。
【実施例１】
【００３７】
図５は、本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の一実施例を示す図である。図１に示したトップエミッション型構造のＯＬＥＤパネル４２を、その基板面をヒートシンク４０に密着するように配置し、ヒートシンク４０によりＯＬＥＤのエージング時の昇温を抑制する方式である。エージングは、パネル４２の端子をＦＰＣ４３にてコネクタ４４に接続し、エージング駆動回路及び電源４５からコネクタ４４を通してＯＬＥＤに電流を印加し、常温（例えば周囲温度２５℃）環境で点灯させる。印加する電流は、所定の輝度が得られる値に設定する。
【００３８】
ヒートシンク４０の材料は、熱抵抗の値が小さいほど放熱効果は高く、例えばアルミニウム材（熱抵抗０．２（ｄｅｇ／Ｗ））が適する。またヒートシンク４０はＯＬＥＤとの密着を良好とするため、接触面は突起のない平坦面とする。密着方法としては、機械的にパネルの一部をヒートシンクに押さえ込む方法、真空吸引にて、パネルをヒートシンクに密着させる方法等がある。また、接触面にサーマルグリースを薄く塗ることで、熱伝導が良好になる。
【実施例２】
【００３９】
図６は、本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の他の実施例を示す図である。本実施例では、前記図５のヒートシンク４０を取り付けるとともに、強制空冷ファン４１との併用によりＯＬＥＤの昇温を更に抑制する方式である。
【実施例３】
【００４０】
図７は、本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の更に他の実施例を示す図である。本実施例においては、前記図５のヒートシンク４０を取り付けるとともに、周囲温度を低温環境とするため冷蔵庫４６内に設置した。パネル端子とコネクタ４４とをＦＰＣ４３にて接続し、エージング駆動回路及び電源４５からコネクタ４４を通してＯＬＥＤに所定の電流を印加し、点灯させた。冷蔵庫４６内の温度は、３℃と−１０℃の２種類にて行った。本実施例では、周囲温度を下げることで更にＯＬＥＤの昇温を抑制する。
【００４１】
図８と図９は、上記実施例におけるパネル温度の上昇を測定した結果を示す図である。横軸は、エージング時の輝度の値（初期値）を示す。縦軸は各輝度に対するパネル温度を示す。パネル温度は電流印加後暫くの間上昇するので、これが安定した時点（約１〜２ｈｒ経過後）での値である。ＴｇはＯＬＥＤを構成する有機化合物のガラス転移点で、本実施例の場合は約１００℃である。
【００４２】
図８において、（ａ）はヒートシンクを取り付けない従来の場合、（ｂ）は、実施例１（図５）のようにヒートシンクを取り付けた場合、（ｃ）は、実施例２（図６）のようにヒートシンクとともに強制空冷を併用した場合である。
【００４３】
（ａ）のヒートシンクを取り付けない従来の場合は、輝度の増加に伴いパネル温度が上昇し、高輝度領域（輝度＞６００ｃｄ／ｍ２）では１００℃以上となる。この温度はＯＬＥＤのガラス転移点Ｔｇを超える温度であり、有機化合物の結晶化及び凝集により特性劣化を引き起こす。その結果、設定した輝度（＞６００ｃｄ／ｍ２）を維持できずに、点灯中に輝度が低下していく。
【００４４】
これに対し（ｂ）のヒートシンクを取り付けた場合は、輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に上げてもパネル温度は約７０℃である。これはＯＬＥＤのＴｇ未満の温度であり、特性劣化なしで充分に点灯可能である。更に（ｃ）のヒートシンク取り付けと強制空冷を併用した場合には、輝度１０００ｃｄ／ｍ２におけるパネル温度は約６０℃まで下がる。この場合もＴｇ未満の温度であり、特性劣化なしで充分に点灯可能である。
【００４５】
なお（ａ）のヒートシンクがない場合には、パネル温度がＴｇ（１００℃）未満となる条件で、エージングすることも考えられる。例えば、輝度４００ｃｄ／ｍ２の条件に印加電流を抑える。しかしその場合には、輝度を下げた分長いエージング時間を必要とする。これに対し本実施例では、（ｂ）ヒートシンクや（ｃ）強制空冷の併用による冷却作用の結果、高輝度１０００ｃｄ／ｍ２となる大電流を印加することが可能となる。その分、エージングに必要な時間が短くなり効率的である。エージングの効果は輝度と時間の積で決まるとすれば、（ａ）のヒートシンクなしで輝度４００ｃｄ／ｍ２でエージングする場合に対し、（ｂ）のヒートシンクの取り付けや、（ｃ）のヒートシンクと強制空冷を併用して、輝度１０００ｃｄ／ｍ２でエージングする場合は、処理時間は約１／２．５に低減できる。
【００４６】
また図９は、（ａ）は冷却なしの従来の場合、（ｄ）は、実施例３（図７）のようにヒートシンクを取り付け冷蔵庫（３℃）内に設置した場合、（ｅ）は、ヒートシンクを取り付け更に低温の冷蔵庫（−１０℃）内に設置した場合である。
【００４７】
（ｄ）のヒートシンク取り付け及び冷蔵庫（３℃）内に設置の場合には、輝度１４００ｃｄ／ｍ２におけるパネル温度は約４０℃であり、（ｅ）の冷蔵庫（−１０℃）内に設置の場合には、輝度２０００ｃｄ／ｍ２においてもパネル温度は約３５℃である。いずれもＯＬＥＤのＴｇ未満の温度であり、特性劣化なしで充分に点灯可能である。そして、（ｄ）では輝度１４００ｃｄ／ｍ２になる電流を、また（ｅ）では輝度２０００ｃｄ／ｍ２以上になる電流を印加することが可能となる。その結果、（ａ）の冷却なしで輝度４００ｃｄ／ｍ２でエージングする場合に対し、（ｄ）の場合は処理時間が約１／３．５に、（ｅ）の場合は処理時間が約１／５に低減でき、大幅な時間短縮を図ることができる。
【００４８】
図１０は、各実施例のエージング方法を適用した際の、エージング時間に対する相対輝度の変化を示す図である。また図１１は、そのエージング条件と輝度変化の結果を表にまとめたものである。ここでは輝度の初期値を一定６００ｃｄ／ｍ２に揃えて（すなわち同一駆動電流にて）比較している。
【００４９】
条件（１）は従来方法で、ヒートシンクなし、周囲温度２５℃、パネル温度１００℃である。（２）は実施例２の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度２５℃、強制空冷あり、パネル温度４０℃である。（３）は実施例３の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度３℃（冷蔵庫内に設置）、パネル温度２０℃である。（４）は実施例３の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度−１０℃（冷蔵庫内に設置）、パネル温度０℃である。
【００５０】
条件（１）ではパネル温度が約１００℃であるため、ＯＬＥＤのガラス転移点Ｔｇに到達し、エージング時間とともに輝度低下が著しい。これは、ＯＬＥＤ内の有機化合物の結晶化が生じたためと推定される。一方、条件（２）（３）（４）では、パネル温度は０℃〜４０℃の間で相違するが、輝度変化は緩やかでほぼ一致している。すなわち、輝度の初期値が一定で、パネル温度がＴｇ未満であれば、輝度変化はパネル温度にほとんど依存しない。
【００５１】
エージング時間とともに輝度が緩やかに低下することは、エージング作用の発生を意味する。そして、輝度が初期値から所定量減少する時点を、エージング処理終了点とする。輝度の減少量を大きくとれば特性はより安定となるが、エージング処理時間が長くなる。輝度減少量は適宜決定すればよいが、本実施例では、輝度が５％減少する点をエージング終了点とする。条件（１）ではＯＬＥＤの特性劣化を生じているのでエージング効果は期待できない。条件（２）（３）（４）では約４０ｈｒにて輝度が５％減少しエージング処理の終了点とする。
【００５２】
図１２は、各実施例の輝度の初期値を変えてエージング方法を適用した際の、エージング時間に対する相対輝度の変化を示す図である。ここでは各実施例のパネル温度差が少なくなるよう輝度の初期値を設定した。また図１３は、そのエージング条件と輝度変化の結果を表にまとめたものである。
【００５３】
条件（５）は従来方法で、ヒートシンクなし、周囲温度２５℃、初期輝度４００ｃｄ／ｍ２とし、パネル温度７０℃である。（６）は実施例２の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度２５℃、強制空冷あり、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２とし、パネル温度６０℃である。（７）は実施例３の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度３℃（冷蔵庫内に設置）、初期輝度１４００ｃｄ／ｍ２とし、パネル温度４０℃である。（８）は実施例３の場合で、ヒートシンク有り、周囲温度−１０℃（冷蔵庫内に設置）、初期輝度２５００ｃｄ／ｍ２とし、パネル温度４５℃である。
【００５４】
条件（５）においては、パネル温度をＴｇ未満にするためには、初期輝度を４００ｃｄ／ｍ２程度まで下げなければならない。条件（６）（７）（８）では、初期輝度１０００〜２５００ｃｄ／ｍ２においてもパネル温度は４０℃〜６０℃であり、Ｔｇ未満とすることが可能である。輝度が初期値から５％減少するまでのエージング時間は、従来の（５）では５０ｈｒであるが、昇温抑制手段を用いる（６）では２０ｈｒ、（７）では１４ｈｒ、（８）では８ｈｒ、と短時間でエージングを終了することが可能となる。その結果、（８）でのエージング時間は、（５）のエージング時間の約１／６．３まで短縮可能である。
【００５５】
すなわち、強制的にＯＬＥＤの昇温を抑制する手段にてパネル温度をＴｇ未満を維持し、高輝度（大電流）にて点灯すれば、エージング処理を短時間に終了することが可能となる。
【００５６】
図１４は、エージング処理後の各ＯＬＥＤについて、点灯時間に対する輝度の変化を測定した結果を示す図である。ここでは、前記した図１２、図１３の条件（５）〜（８）で輝度が５％減少するまでエージングを行った各ＯＬＥＤについて、初期輝度２００ｃｄ／ｍ２にて、常温で（強制的な昇温抑制手段なし）点灯させた。点灯時間に対する輝度変化は小さく、エージングの効果（輝度特性の安定化）が認められる。そして、各ＯＬＥＤの差はわずか（１％程度）であり、エージング方法による効果の差は少ないと認められる。
【００５７】
これより、強制的にＯＬＥＤの昇温を抑制する手段を用いて、パネル温度をＴｇ未満としながら高輝度（大電流）にてエージング処理を行えば、短時間でエージング処理を行うことができ、製造工程の時間短縮に有効である。
【００５８】
以上ＯＬＥＤの構造やエージング方法について具体的に述べたが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。すなわちＯＬＥＤの構造は、トップエミッション型でもボトムエミッション型でもよい。基板材料は、ガラス基板、プラスチック基板、アルミニウム以外の他の金属基板でもよい。有機化合物は、低分子系有機化合物でも高分子系有機化合物でもよい。ＯＬＥＤの積層構造は、陽極、発光層、陰極の順番でも、陰極、発光層、陽極の順番でもよい。またカラー表示のために、Ｒ，Ｇ，Ｂの個別の発光層を用いる方法、白色発光層を形成し、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタにより画素を区別する方法、発光層を形成し、色変換層にて色を変換してその後カラーフィルタにより画素を区別する方法が適用できる。駆動回路はＴＦＴ駆動回路だけでなく、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）駆動回路、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）駆動回路、ＳＩＴ（Ｓｔａｔｉｃ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）駆動回路等でもよい。駆動回路はＳｉ等を使用する無機半導体だけでなく、有機半導体にて構成してもよい。
【００５９】
エージング方法は、ＲＧＢ（又はＲＢＧＷ）毎に適した条件にて行っても良く、ＲＧＢ（又はＲＧＢＷ）を共通の条件にて行ってもよい。ＲＧＢ（又はＲＧＢＷ）の画素毎に個別にエージングを行ってもよい。
【００６０】
昇温抑制手段として、パネルのヒートシンクへの保持方法は、パネルを垂直に立てるだけでなく、水平でも傾斜して保持しても構わない。パネルのヒートシンクへの密着方法は、パネルの端部を機械的に押さえる方法、真空吸引にて密着させる方法、パネルの両面からヒートシンクにて押さえ込む方法（両面から放熱可能）等が可能である。ヒートシンクの熱抵抗及び形状は、本実施例に限定することなく、強制的にＯＬＥＤの昇温を抑制する放熱特性があればよい。周囲温度を低温にするには、ＯＬＥＤ全体を冷蔵庫、冷凍庫、水冷庫などの低温槽内に設置すればよい。また強制空冷ファンは、単独で用いてもよいが、上記ヒートシンクや低温槽と併用することで効果が上がる。
【００６１】
エージングを行う際の輝度（輝度に対応する電流）は、本実施例の４００〜２５００ｃｄ／ｍ２に限定する必要はない。パネル温度がＯＬＥＤを構成する有機化合物のＴｇ未満であれば、２５００ｃｄ／ｍ２以上でも、更に１００００ｃｄ／ｍ２以上とすることもできる。エージングを終了する目安は、本実施例の輝度５％減に限定するものではなく、所望の値までの輝度減少や所望の値までの色度変化等の、他の特性の変化も含めて総合的に判断して決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）の一実施形態を示す概略断面図。
【図２】本発明による有機発光ディスプレイの他の実施形態を示す概略断面図。
【図３】本実施例の有機発光ディスプレイを用いた有機発光ディスプレイパネルの概要を示す図。
【図４】本実施例の有機発光ディスプレイを用いた有機発光ディスプレイ装置の全体構成を示す図。
【図５】本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の一実施例を示す図。
【図６】本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の他の実施例を示す図。
【図７】本発明による有機発光ディスプレイのエージング方法の更に他の実施例を示す図。
【図８】各実施例におけるパネル温度の上昇を測定した結果を示す図。
【図９】各実施例におけるパネル温度の上昇を測定した結果を示す図。
【図１０】各実施例においてエージング時間に対する相対輝度の変化を示す図。
【図１１】各実施例においてエージング条件と輝度変化の結果を示す図。
【図１２】各実施例においてエージング時間に対する相対輝度の変化を示す図。
【図１３】各実施例においてエージング条件と輝度変化の結果を示す図。
【図１４】エージング処理後の各ＯＬＥＤについて、点灯時間に対する輝度の変化を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１…アルミニウム基板、３…ＴＦＴ駆動回路、５…陽極（反射電極）、６…正孔注入層、８…有機発光層、９…電子輸送層、１０…電子注入層、１１…陰極（透明電極）、１３…ＯＬＥＤ素子、１４…溝、１５…直流電圧、２０…ガラス基板、２１…陽極（透明電極）、２２…陰極（反射電極）、３０…ＯＬＥＤパネル、３１…走査線、３２…データ線、４０…ヒートシンク、４１…強制空冷ファン、４２…ＯＬＥＤパネル、４３…ＦＰＣ、４４…コネクタ、４５…エージング駆動回路及び電源、４６…冷蔵庫。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板面上に、駆動回路、陽極、有機発光層、陰極を積層してなる有機発光ディスプレイにおいて、
上記陽極と上記陰極の間にエージングのための電流を印加する際、当該有機発光ディスプレイの昇温を抑制するヒートシンク部材を取り付けるために、上記有機発光ディスプレイの少なくとも１つの外周面を平坦形状としたことを特徴とする有機発光ディスプレイ。
【請求項２】
基板面上に、駆動回路、陽極、有機発光層、陰極を積層してなる有機発光ディスプレイの製造方法において、
上記有機発光ディスプレイにはその昇温を抑制する昇温抑制手段を設け、
上記陽極と上記陰極の間に電流を印加し、通常動作時の輝度より大きな輝度に設定して上記有機発光層を発光させてエージング処理を行うことを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の有機発光ディスプレイの製造方法において、
前記昇温抑制手段として、当該有機発光ディスプレイの少なくとも１つの外周面に熱抵抗の小さいヒートシンク部材を取り付けて、エージング処理時の昇温を抑制することを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項４】
請求項２記載の有機発光ディスプレイの製造方法において、
前記昇温抑制手段として、当該有機発光ディスプレイを低温槽内に設置し、エージング処理時の昇温を抑制することを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項５】
請求項３または４記載の有機発光ディスプレイの製造方法において、
前記昇温抑制手段として更に強制空冷ファンを設け、空冷によりエージング処理時の昇温を抑制することを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか１項記載の有機発光ディスプレイの製造方法において、
前記昇温抑制手段により、エージング処理時の当該有機発光ディスプレイの昇温を、有機発光ディスプレイを構成する部材のガラス転移温度未満に抑制することを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項７】
請求項２ないし６のいずれか１項記載の有機発光ディスプレイの製造方法において、
前記エージング処理により上記有機発光層の発光する輝度が初期設定値よりも所定量だけ低下した時点で該エージング処理を終了することを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項１】
基板面上に、駆動回路、陽極、有機発光層、陰極を積層してなる有機発光ディスプレイにおいて、
上記陽極と上記陰極の間にエージングのための電流を印加する際、当該有機発光ディスプレイの昇温を抑制するヒートシンク部材を取り付けるために、上記有機発光ディスプレイの少なくとも１つの外周面を平坦形状としたことを特徴とする有機発光ディスプレイ。
【請求項２】
基板面上に、駆動回路、陽極、有機発光層、陰極を積層してなる有機発光ディスプレイの製造方法において、
上記有機発光ディスプレイにはその昇温を抑制する昇温抑制手段を設け、
上記陽極と上記陰極の間に電流を印加し、通常動作時の輝度より大きな輝度に設定して上記有機発光層を発光させてエージング処理を行うことを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の有機発光ディスプレイの製造方法において、
前記昇温抑制手段として、当該有機発光ディスプレイの少なくとも１つの外周面に熱抵抗の小さいヒートシンク部材を取り付けて、エージング処理時の昇温を抑制することを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項４】
請求項２記載の有機発光ディスプレイの製造方法において、
前記昇温抑制手段として、当該有機発光ディスプレイを低温槽内に設置し、エージング処理時の昇温を抑制することを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項５】
請求項３または４記載の有機発光ディスプレイの製造方法において、
前記昇温抑制手段として更に強制空冷ファンを設け、空冷によりエージング処理時の昇温を抑制することを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか１項記載の有機発光ディスプレイの製造方法において、
前記昇温抑制手段により、エージング処理時の当該有機発光ディスプレイの昇温を、有機発光ディスプレイを構成する部材のガラス転移温度未満に抑制することを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【請求項７】
請求項２ないし６のいずれか１項記載の有機発光ディスプレイの製造方法において、
前記エージング処理により上記有機発光層の発光する輝度が初期設定値よりも所定量だけ低下した時点で該エージング処理を終了することを特徴とする有機発光ディスプレイの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−１２８６６３（Ｐ２００７−１２８６６３Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１７９８９（Ｐ２００５−３１７９８９）
【出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]