有機ＥＬ発光装置
【課題】設定した輝度以上に有機ＥＬ素子１１５が発光することを抑制し、長寿命化を実現できる有機ＥＬ発光装置を得ること。
【解決手段】本発明にかかる有機ＥＬ表示装置は、基準設定で初期輝度がＬ０となる条件下において、ｘ時間後の輝度がＬｘである有機ＥＬ素子１１５を有する。そして、Ｌ０＜Ｌｘとなる時間帯を記憶するカレントタイマを有し、Ｌ０＜Ｌｘの時間帯で、初期輝度がＬ０となる条件下における有機ＥＬ素子１１５の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように基準設定と異なる設定として調整する輝度調整部１２１を備える。
【解決手段】本発明にかかる有機ＥＬ表示装置は、基準設定で初期輝度がＬ０となる条件下において、ｘ時間後の輝度がＬｘである有機ＥＬ素子１１５を有する。そして、Ｌ０＜Ｌｘとなる時間帯を記憶するカレントタイマを有し、Ｌ０＜Ｌｘの時間帯で、初期輝度がＬ０となる条件下における有機ＥＬ素子１１５の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように基準設定と異なる設定として調整する輝度調整部１２１を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輝度調整を行う有機ＥＬ発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro-luminescence）素子は有機ＬＥＤ（Light-emitting Diode）素子とも呼ばれ、陽極と陰極とで蛍光物質を含む有機層を挟持する構成を備え、両電極間に通電することにより発光する。具体的には、対向する電極から注入された正孔および電子が発光層内で結合し、そのエネルギーで発光層中の蛍光物質を励起させ、蛍光物質に応じた色の発光を行う。このような有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ表示装置は、自己発光表示装置であるため、視野角が広く、応答速度が速い。また、バックライトが不要であるため、薄型軽量化が可能である。これらの理由から、近年、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる表示装置として注目されており、例えば携帯電話、車載、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の広い分野で使用され始めている。中小型表示装置が主流であるが、大型テレビへの応用に向けても研究開発が続けられている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このような有機ＥＬ表示装置は、未だ多くの課題を残し、研究の途にある。例えば、有機ＥＬ表示装置の駆動寿命は徐々に伸びつつあるが未だ不十分であり、長寿命化が必要である。これは、有機ＥＬ素子の発光（使用）頻度、つまり駆動時間や経年変化により化学的に劣化しやすいことによる。そして、有機ＥＬ素子の劣化により輝度が劣化する。
【０００４】
有機ＥＬ表示装置を長寿命化する方法として、特許文献１の技術が開示されている。この技術では、発光層に特定の物質を用いて、発光層における正孔及び電子の双方の移動度を高めている。これにより、両者が効率よく再結合し、発光輝度、発光効率などの素子特性を長期間にわたって高水準に維持することが可能となる。
【特許文献１】特開２００６−５９８７９号公報
【非特許文献１】株式会社テクノタイムズ社、「月刊ディスプレイ９月号」、Ｐ１−１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術では、発光層に用いられる物質が限定されてしまう。また、有機ＥＬ素子は、設定した輝度以上に発光してしまう場合がある。これは、駆動開始の初期段階に発生しやすい。このように、有機ＥＬ素子が光りすぎてしまうことにより、有機ＥＬ素子が劣化しやすくなってしまう。つまり、有機ＥＬ表示装置の駆動寿命が短くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記の問題を鑑みるためになされたものであり、設定した輝度以上に有機ＥＬ素子が発光することを抑制し、長寿命化を実現できる有機ＥＬ発光装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる有機ＥＬ発光装置は、基準設定で初期輝度がＬ０となる条件下において、ｘ時間後の輝度がＬｘである有機ＥＬ素子と、Ｌ０＜Ｌｘとなる時間帯を記憶するカレントタイマを有し、Ｌ０＜Ｌｘの時間帯で、初期輝度がＬ０となる条件下における前記有機ＥＬ素子の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように前記基準設定と異なる設定として調整する輝度調整部と、を備えるものである。これにより、設定した輝度以上に有機ＥＬ素子が発光することを抑制し、長寿命化を実現できる。
【０００８】
また、本発明にかかる他の有機ＥＬ発光装置は、基準設定で初期輝度がＬ０となる条件下において、ｘ時間後の輝度がＬｘである有機ＥＬ素子と、視認領域外に配置されたセンサを有し、前記センサからの出力に基づき、Ｌ０＜Ｌｘの時間帯で、初期輝度がＬ０となる条件下における前記有機ＥＬ素子の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように基準設定と異なる設定として調整する輝度調整部と、を備えるものである。これにより、設定した輝度以上に有機ＥＬ素子が発光することを抑制し、長寿命化を実現できる。
【０００９】
なお、上記の前記有機ＥＬ発光装置であって、輝度調整部は全有機ＥＬ素子の中で最も発光強度が高い有機ＥＬ素子を基準に調整してもよい。これにより、輝度ムラを抑制することができる。
【００１０】
また、上記の有機ＥＬ発光装置であって、表示方式として、ドットマトリックス方式及び非ドット方式が混在していてもよい。本発明は、このような場合に発生しやすい輝度ムラを抑制することができる。
【００１１】
さらに、上記の有機ＥＬ発光装置は、前記有機ＥＬ素子はウェットプロセスによって形成された正孔注入層を有し、前記正孔注入層に接する電極を備えてよい。本発明は、このような場合に特に効果がある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、設定した輝度以上に有機ＥＬ素子が発光することを抑制し、長寿命化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態．
本実施の形態にかかる有機ＥＬ発光装置の一例として有機ＥＬ表示装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、有機ＥＬ素子の構成を示す断面図である。図２は、有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子が形成されている素子基板を示す平面図である。図１及び図２において、同一の要素には同一の符号を付している。ここでは、有機ＥＬ表示装置の一例として、パッシブ駆動のドットマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置について説明する。
【００１４】
図１に示すように、有機ＥＬ表示パネル１００は、素子基板１０１、陽極１０２、絶縁層１０３、有機層１０４、陰極１０５、封止基板１０６、陽極補助配線１０７、陽極接続端子１０８、陰極補助配線１０９、陰極接続端子１１０、隔壁１１１、捕水材１１２、接着材１１３、カラーフィルタ層１１９、平坦化膜１２０を有している。なお、図１における断面図は、図２の素子基板１０１に封止基板１０６を貼り合わせた後のＡ−Ａ断面図である。
【００１５】
素子基板１０１は、ガラスなどからなる透明な矩形状の平板部材である。陽極１０２は、ＩＴＯ（Indium Tin
Oxide）などの透明性導電材料からなり、素子基板１０１上に形成されている。図２に示すように、複数の陽極１０２は、一定間隔を隔ててそれぞれ平行に形成されている。また、素子基板１０１上には、それぞれの陽極１０２に延設された陽極補助配線１０７及び陽極補助配線１０７の端部に配置される陽極接続端子１０８が設けられる。
【００１６】
また、素子基板１０１上には、後述するそれぞれの陰極１０５に接続された陰極補助配線１０９及び陰極補助配線１０９の端部に配置された陰極接続端子１１０が設けられる。陰極補助配線１０９は陰極１０５に対応して形成され、陽極１０２に対し垂直方向に形成される。陽極補助配線１０７、陽極接続端子１０８、陰極補助配線１０９、陰極接続端子１１０は、接続部の低抵抗化のために金属材料から形成することができる。
【００１７】
陽極１０２、陰極補助配線１０９、陰極接続端子１１０が形成された素子基板１０１上には、絶縁層１０３が形成される。絶縁層１０３は、陽極１０２と後述する陰極１０５との絶縁を確保するために設けられる。絶縁層１０３は、ポリイミドなどの絶縁材料からなる。絶縁層１０３には、陽極１０２と後述する陰極１０５との交差位置、すなわち画素となる位置に対応して開口部１１４が設けられている。つまり、絶縁層１０３は、有機層１０４と陽極１０２とが接触する開口部１１４を画定する役割を果たしている。この開口部１１４に対応する位置が画素となる。また、絶縁層１０３には、陰極１０５と陰極補助配線１０９とを電気的に接続するためのコンタクトホールが設けられている。
【００１８】
絶縁層１０３上には、隔壁１１１が形成される。隔壁１１１は、分離された陰極１０５を形成するため、陰極１０５を蒸着などにより形成する前に所望のパターンに形成される。陽極１０２に対し垂直に、陰極１０５に対して平行に設けられる。陰極１０５の分離をより確実なものとするため、隔壁１１１は逆テーパ構造を有している。すなわち、素子基板１０１から離れるにつれて、断面が広がるように形成される。
【００１９】
有機層１０４は、一般的な、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を順次積層した構成を有している。有機層１０４は、前述した陽極１０２、絶縁層１０３、隔壁１１１の上に、所定の大きさで配置される。ここでは、正孔注入層を溶液プロセス（ウェットプロセス）によって形成し、それ以外の層、つまり正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を蒸着法によって形成する。なお、有機層１０４は上記以外の構成となっていてもよい。
【００２０】
陰極１０５は、光反射性を有するアルミニウムなどの導電性材料からなり、有機層１０４上に設けられる。陰極１０５は、隔壁１１１によって分離されるため、隔壁１１１の間に配設される。したがって、陰極１０５は陽極１０２に対して垂直に設けられる。陽極１０２と陰極１０５とが交差する位置が画素となる。有機ＥＬ素子１１５は、素子基板１０１上に順次積層された陽極１０２、有機層１０４、陰極１０５を備える。複数の画素から構成される領域が、表示領域１１６となる。
【００２１】
カラーフィルタ層１１９は、陽極１０２と視認側の素子基板１０１との間に形成されている。カラーフィルタ層１１９は、一般的にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に着色された着色層と、着色層の間に配置される遮光層とを有している。各画素は、順次積層されたカラーフィルタ層１１９、陽極１０２、有機層１０４及び陰極１０５を備えている。また、カラーフィルタ層１１９上には、凹凸を均すための平坦化膜１２０を形成される。これにより、平坦化膜１２０上に形成される陽極１０２の被覆性が向上する。なお、カラーフィルタ層１１９、平坦化膜１２０は、形成されていなくてもよい。
【００２２】
封止基板１０６は、パネル中に水分や酸素が入らないように設けられる。封止基板１０６としては、ステンレス鋼、アルミニウム又はその合金などの金属類のほか、ガラス、アクリル系樹脂などの１種類又は、２種類以上からなるものを使用することができる。封止基板１０６の画素に対向する面上には、捕水材１１２を配置するための凹部が形成されている。
【００２３】
封止基板１０６と素子基板１０１とは、光硬化型の接着材１１３を介して固着されている。接着材１１３としては、水分などの透過性の低い紫外線硬化型のエポキシ系接着材などを用いることができる。接着材１１３は、表示領域１１６を囲むように形成されている。すなわち、接着材１１３は、封止基板１０６に形成されている凹部を囲む凸部に配置される。接着材１１３は、封止基板１０６と素子基板１０１とを固着し、表示領域１１６を含む空間を封止する。すなわち、有機ＥＬ素子１１５は、素子基板１０１、封止基板１０６、接着材１１３とで形成される気密空間に配置される。
【００２４】
気密空間内には、画素のほか、画素への水分や酸素の影響を抑制し、安定した発光特性を維持するための捕水材１１２が設けられている。捕水材１１２は、封止基板１０６上の、有機ＥＬ素子１１５と対向する面に形成された凹部に設けられている。また、捕水材１１２は、封止基板１０６に形成された凹部の内部側面と接触しないように、一定の間隔を設けて配設されている。
【００２５】
捕水材１１２としては、無機系の乾燥剤や、水分と反応性の高い有機金属化合物を膜状にしたもの、さらに、フッ素系オイルからなる不活性液体中に固体の吸湿剤を混合したものなどを用いることができる。
【００２６】
また、封止基板１０６は、陽極補助配線１０７の一部と陽極接続端子１０８及び陰極補助配線１０９の一部と陰極接続端子１１０からなる引き出し部を素子基板１０１、封止基板１０６、接着材１１３とで形成される気密空間から露出するために、素子基板１０１よりも大きさが小さくなっている。すなわち、陽極接続端子１０８及び陰極接続端子１１０は、接着材１１３の外側に配置される。
【００２７】
図１に示すように、駆動回路は、陽極接続端子１０８、陽極補助配線１０７を介して陽極１０２と電気的に接続されている。駆動回路が設けられたＴＣＰ（Tape Carrier Package）１１７と陽極接続端子１０８又は陰極接続端子１１０とは、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）１１８を介して接続される。図１に示すように、陽極接続端子１０８とＴＣＰ１１７との間にＡＣＦ１１８が配置される。ＡＣＦ１１８が、陽極接続端子１０８とＴＣＰ１１７とを物理的に固定し、さらに、ＡＣＦ１１８に含まれる導電粒子により陽極接続端子１０８とＴＣＰ１１７の接続配線を電気的に接続する。なお、陰極１０５も同様に駆動回路が接続される。
【００２８】
輝度調整部１２１は、例えば駆動回路に各種信号を送り、電流値、電圧値等を制御している。なお、輝度調整部１２１は別途設けてもよいし、駆動回路に各種信号を送るドライバＩＣに設けてもよい。輝度調整部１２１は、例えばカレントタイマが設けられている。まず、一定条件で連続駆動させた有機ＥＬ素子１１５の駆動時間による輝度を測定する。そして、この測定結果に応じて、カレントタイマに駆動時間によるタイマ設定、例えば電流値あるいは電圧値を設定する。そして、設定された条件に応じて、電流値あるいは電圧値を可変させる。
【００２９】
また、上記の構成ではなく、輝度調整部１２１に輝度検出部が設けられた構成としてもよい。輝度検出部としてはフォトダイオード等のセンサを用いることができ、表示領域１１６外（視認領域外）に設けられたテスト素子の輝度を検出する。つまり、輝度検出部も表示領域１１６外に設けられる。テスト素子は、有機ＥＬ素子１１５と同じ構成となっており、基準設定、例えば一定の電流値あるいは一定の電圧値が設定されている。そして、輝度検出部からの出力、つまり輝度検出部によって検出されたテスト素子の輝度に応じて、電流値あるいは電圧値を可変させる。なお、ここでは、電流値あるいは電圧値を可変させたが、輝度を調整できればその他の条件を制御してもよい。なお、輝度調整部１２１による輝度の調整方法の詳細については、後述する。
【００３０】
素子基板１０１の視認側には、円偏光板（不図示）を配置してもよい。この円偏光板は、視認側から入って金属膜からなる陰極１０５によって反射される光を遮蔽し、有機ＥＬ表示装置の表示コントラストを改善するために設けられている。円偏光板は、直線偏光板とλ／４波長板とからなる。また、素子基板１０１にλ／４波長板の機能を持たせて、直線偏光板だけを貼着するようにしてもよい。本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示装置は、上記のように構成される。なお、有機ＥＬ表示装置は、上記の構成に限らず、これ以外の構成でもよい。
【００３１】
画素の陽極１０２と陰極１０５との間に電流を供給することによって、陽極１０２からは正孔が、陰極１０５からは電子がそれぞれ有機層１０４に注入されて再結合する。その際に生ずるエネルギーにより有機層１０４内の有機発光性化合物の分子が励起される。励起された分子は基底状態に失活し、その過程において有機層１０４が発光する。また、カラーフィルタ層１１９は、有機層１０４からの光を選択的に透過し、所望の色の透過光が視認側に出射する。各画素が駆動回路からの信号に従って有機発光層の発光量を制御することによって、表示領域１１６は画像表示を行う。
【００３２】
上記のような有機ＥＬ素子１１５の層構造をもつ有機ＥＬ表示装置において、輝度調整部１２１によって制御しない場合、以下のような問題が生じる。例えば、基準設定かつ同じ表示データ等、つまり基準設定かつ一定条件下で有機ＥＬ素子１１５を連続駆動させるとする。そして、基準設定かつ一定条件下における初期輝度をＬ０とする。このＬ０は、目標となる所定の輝度に合わせられている。このまま、連続駆動させると、有機ＥＬ素子１１５の輝度がＬ０のおよそ１０％上昇してしまう。つまり、定電流あるいは定電圧で有機ＥＬ表示装置を駆動させた場合、Ｌ０以上に光りすぎてしまい、駆動寿命が短くなる。ここで、駆動寿命とはＬ０の８０％程度の輝度となる駆動時間をいう。このような輝度の上昇は、有機ＥＬ素子１１５の有機層１０４が劣化していない初期段階、ここでは駆動開始からおよそ２００時間までに発生する。そして、輝度が上昇した後、およそ１０００時間までは徐々にＬ０まで輝度が低下し、その後も緩やかに輝度が低下する。
【００３３】
このように、初期段階にＬ０以上に上昇してしまうのは、有機ＥＬ素子１１５の層構造に起因する。上記のように、陽極１０２の上には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順次積層された有機層１０４が形成されている。また、本実施の形態では、正孔注入層のみをウェットプロセスによって形成し、その他の層を蒸着法によって形成している。このため、陽極１０２であるＩＴＯ電極と正孔注入層との界面特性がよくなり、オーミック接合する。オーミック接合とは、流す電流値と電圧値との関係がオームの法則に従う接合をいう。このように、ＩＴＯ電極と正孔注入層との界面特性がよくなることにより、陽極１０２から正孔注入層に正孔が入りやすくなる。このため、発光層で正孔と陰極１０５からの電子とが結合する可能性が高くなり、輝度が上昇する。このような現象は、有機層が劣化していない駆動開始の初期段階に起こりやすい。このため、本実施の形態による輝度調整部１２１を用いた輝度の調整は、正孔注入層がウェットプロセスによって形成されている場合により効果を発揮する。なお、正孔注入層上の正孔輸送層もウェットプロセスによって形成してもよいが、このような場合、界面の障壁を受けるため正孔が入り難くなる。以上のことにより、上記のような有機ＥＬ素子１１５の層構造では、輝度調整部１２１によって制御しない場合、つまり基準設定かつ一定条件下ではＬ０を超えてしまう時間帯が存在する。
【００３４】
そこで、基準設定かつ一定条件下での輝度がＬ０以上に上昇する時間帯は、基準設定と異なる設定として、輝度調整部１２１によって輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように調整する。すなわち、この時間帯では一定条件での輝度がＬ０の９５％以上１０５％以下になる。もちろん、表示データが変更され、表示が切り替われば、有機ＥＬ素子１１５の輝度も変わる。このため、上記の時間帯では、基準設定でのそれぞれの表示データにおけるＬ０を基準に、Ｌ０の９５％以上１０５％以下になるように調整する。また、基準設定では、例えば駆動回路において階調電圧を生成するための電源電圧や駆動回路の出力アンプの増幅率が基準となる値となっている。そして、上記の時間帯では、輝度調整部１２１によって基準設定と異なる設定に変更する。これにより、電源電圧や出力アンプの増幅率の値が変化する。例えば、基準設定で基準表示データに基づいて表示を行うと、初期輝度がＬ０となる。そして、基準設定で基準表示データに基づいてｘ時間表示を行うと、輝度がＬｘに上昇してしまう。この輝度の上昇を防ぐため、輝度調整部１２１により有機ＥＬ素子１１５の輝度を調整する。輝度調整部１２１によって調整を行った場合、同じ表示データに基づいて表示を行っても、有機ＥＬ素子１１５の輝度が変わる。
【００３５】
すなわち、輝度調整部１２１が基準設定と異なる設定に変更すると、基準表示データに対応する電流値または電圧値を変化する。つまり、輝度調整部１２１によって例えば電源電圧や出力アンプの増幅率を変化させることにより、基準表示データに対応する電流値または電圧値を変化させる。すなわち、基準設定から設定を変更すると同じ表示データであっても、有機ＥＬ素子１１５に供給される電流値が変化する。従って、基準設定と異なる設定に調整すると、同じ表示データでも流れる電流が下がるため、初期輝度Ｌ０からＬｘに上がらない。すなわち、基準表示データでの輝度がＬ０のまま変化しない。基準設定での有機ＥＬ素子１１５の初期輝度がＬ０となる一定条件下において、ｘ時間後の輝度をＬｘとすると、Ｌ０＜Ｌｘとなる時間帯に、基準設定と異なる設定に変更して、輝度調整部１２１によって、例えば電流値あるいは電圧値を下げる。このようにして、輝度調整部１２１は、基準設定で初期輝度がＬ０となる一定条件下において、前記有機ＥＬ素子の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように有機ＥＬ素子１１５の駆動時間によって調整する。なお、ここでの一定条件とは、表示データが同じ値である条件下のことである。
【００３６】
以下、有機ＥＬ表示装置の各画素に供給される表示データが基準表示データで一定とする。つまり、上記のように、基準表示データに対応する電流値または電圧値を可変させるためには、表示データを変化させずに、基準設定を変化させる。ここでは、駆動開始から２００時間までは、徐々に電流値を下げて基準表示データでの輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように調整する。そして、１０００時間までは徐々に電流値を、駆動開始時にＬ０となる電流設定値まで上げ、その後はその電流設定値のまま、駆動を継続する。ここで、電流設定値とは、基準設定での電流値のことである。このように調整することにより、従来のように有機ＥＬ素子１１５がＬ０以上に光りすぎることを抑制でき、有機ＥＬ表示装置が長寿命化する。また、輝度調整ができれば、電流値、電圧値以外を可変させてもよい。
【００３７】
上記のように、有機ＥＬ素子１１５の駆動時間によって電流値等を変化させる輝度調整方法には、例えば以下のような方法がある。まず、カレントタイマが設けられた輝度調整部１２１による輝度調整方法について説明する。これは、予めカレントタイマにタイマ設定を記憶させ、そのタイマ設定に従って電流値を可変させる方法である。そして、まず、定電流を流した場合の駆動時間による輝度の変化を測定する。例えば、有機ＥＬ表示パネル１００にフォトダイオード等のセンサを設け、駆動時間における輝度を検出する。これにより、例えば後述する図４に示されたようなグラフが得られる。そして、その結果に応じて、カレントタイマにタイマ設定、つまり有機ＥＬ素子１１５の駆動時間による電流値を記憶させる。具体的には、時間に応じた電源電圧やアンプの増幅率等の値を決定する。カレントタイマには、例えばＬ０＜Ｌｘの時間帯が記憶されている。これにより、駆動時間によって、電流値が電流設定値から変化する。このカレントタイマは、上記の測定が行われた有機ＥＬ表示装置と同タイプの別の有機ＥＬ表示装置に設けられ、駆動回路への信号が送られたと同時に、又は電源電圧がオンされたと同時に動作させる。そして、カレントタイマに記憶されたタイマ設定に応じて、電流値が変化する。
【００３８】
また、ドットマトリックス方式及び非ドット方式（キャラクター方式）が混在している場合、非ドット方式の表示素子に信号が入力されたと同時にカレントタイマを駆動させてもよい。非ドット方式には、例えばセグメント方式がある。セグメント方式とは、マトリックス状の画素によって表示するドットマトリックス方式と異なり、文字や絵の型にパターニングした電極を用いて表示する方法である。このため、非ドット方式は、ドットマトリックス方式よりも同じ表示素子（有機ＥＬ素子１１５）を発光させる場合が多い。このため、非ドット方式の表示素子は、ドットマトリックス方式の表示素子より早く劣化してしまう。これにより、ドットマトリックス方式及び非ドット方式が混在している場合、非ドット方式の有機ＥＬ素子１１５のほうが相対的に暗く表示される。このため、ドットマトリックス方式の有機ＥＬ素子１１５よりも非ドット方式の有機ＥＬ素子１１５に対して劣化を抑制するのが好ましい。また、非ドット方式に限らず、有機ＥＬ表示装置の全有機ＥＬ素子１１５の中で最も駆動させる有機ＥＬ素子１１５、つまり最も発光強度が高い有機ＥＬ素子１１５への信号が入力されたと同時にカレントタイマを駆動させてもよい。このように、輝度調整部１２１によって最も駆動させる有機ＥＬ素子１１５を基準に調整を行うことにより、もっとも劣化しやすい有機層の劣化を抑制することができるので、効果的に輝度ムラを抑制することができる。
【００３９】
有機ＥＬ素子１１５を同じように形成すれば、駆動時間による輝度の変化は、略同じような挙動を示す。このため、上記のようなカレントタイマによって画一的に輝度を調整することができる。また、カレントタイマは、センサ等を必要としないため、構成を簡素化することができる。さらに、カレントタイマは、センサのように光を検出できる場所に設ける必要もないため、任意の場所に設置することができる。このように、カレントタイマを用いることにより、簡便に輝度調整を行うことができる。
【００４０】
次に、上記の表示領域１１６外に配置されたテスト素子を用いた場合の輝度調整方法について説明する。この場合、基準設定で初期輝度がＬ０となる条件を維持して、テスト素子を有機ＥＬ素子１１５と同時に駆動させる。例えば、駆動開始時にＬ０となる電流設定値を維持したまま、このテスト素子に定電流を流して輝度をモニターする。そして、実際の表示領域１１６内の有機ＥＬ素子１１５に、モニターされたテスト素子の輝度に応じて電流値を可変させる。すなわち、輝度検出部からの出力に基づき、電流値を可変させる。具体的には、テスト素子の輝度がＬ０より高い場合は実際の電流値を下げ、輝度が低下したら電流値をＬ０となる電流設定値まで上げて一定に保つ。なお、テスト素子を駆動させるタイミングとしては、上記のカレントタイマを使用した場合と同様にすることができる。また、これらの方法では、全有機ＥＬ素子１１５の輝度を一律に制御するため、簡便に制御を行うことができる。
【００４１】
実施例．
１／６４Ｄｕｔｙ−パッシブマトリックス駆動（ＰＭ）−フルドット赤表示の有機ＥＬ表示装置を作製した。ここでは、有機層１０４の正孔注入層はウェットプロセス（ここでは、スプレー塗布法）、その他の層は蒸着法によって形成した。そして、この有機ＥＬ表示装置を連続駆動させて、時間による輝度を測定した。その結果を示したものが図３であり、図３は駆動寿命と電流値を示したグラフである。実線は駆動時間による相対輝度、破線は駆動時間による規格化電流値を表している。具体的には、Ｌ０（相対輝度１００％）となる電流値（規格化電流値１００）に合わせ、９０℃下で駆動を続けた。つまり、規格化電流値１００が基準設定における電流値である。駆動開始から１２００時間までは、相対輝度が１００％になるように、電流値を可変させた。その後は、駆動開始時に相対輝度が１００％となる電流値を維持したまま駆動を続けた。ここでは、駆動開始から２００時間まで、規格化電流値１００からおよそ９０まで徐々に電流値を下げた。そして、２００時間から１２００時間までは、電流値を規格化電流値１００まで徐々に上げた。その後は、電流値を規格化電流値１００に保った。この結果、駆動開始から１２００時間まで相対輝度を１００％近傍に保つことができた。その後は、徐々に相対輝度が下がっていき、駆動寿命、つまり相対輝度が８０％になるまでの時間は６０００時間だった。
【００４２】
比較例．
実施例と同様の１／６４Ｄｕｔｙ−ＰＭ−フルドット赤表示の有機ＥＬ表示装置を作製した。ここでも、有機層１０４の正孔注入層はウェットプロセス（ここでは、スプレー塗布法）、その他の層は蒸着法によって形成した。そして、この有機ＥＬ表示装置を連続駆動させて、時間による輝度を測定した。その結果を示したものが図４であり、図４は駆動寿命と電流値を示したグラフである。実線は駆動時間による相対輝度、破線は駆動時間による規格化電流値を表している。規格化電流値１００を維持したまま、９０℃下で駆動を続けた。この結果、駆動開始から２００時間までに、相対輝度は１００％から１１０％まで上昇した。それから、徐々に相対輝度が下がっていき、１２００時間には相対輝度が１００％になった。その後も、徐々に相対輝度が下がっていき、駆動寿命は４０００時間だった。以上の結果から、実施例では比較例、つまり輝度調整部１２１によって制御しない場合よりも駆動寿命が約１．５倍長くなった。
【００４３】
本実施の形態では、上記のようにＬ０以上に有機ＥＬ素子１１５が光ることを抑制することができるため、有機ＥＬ表示装置の長寿命化が実現できる。また、複数の有機ＥＬ素子１１５間の輝度の差（輝度ムラ）を抑制することができる。これは、初期段階で光りすぎることを抑制できることにより、有機ＥＬ素子１１５の劣化を抑制できるためである。輝度ムラとは、例えば頻繁に発光する有機ＥＬ素子１１５と、あまり発光しない有機ＥＬ素子１１５が混在する場合、例えばドット表示と非ドット表示が混在する構成で生じやすい。これは、頻繁に発光する有機ＥＬ素子１１５の方が、あまり発光しない有機ＥＬ素子１１５よりも早く劣化するためである。ここで、本実施の形態のように駆動させることにより、劣化を抑制することができ、これに付随して輝度ムラを抑制することができる。これにより、使用者に与える不快感を低減でき、さらに視認性を向上させることができる。また、駆動開始の初期段階では、電流値等を下げるため、低消費電力化になる。さらには、焼き付きを抑制することができる。焼き付きは、結合した正孔と電子とが抜けずに、表示が残ってしまうことである。つまり、定電流を流すことにより、図４に示すように駆動開始の初期段階で、Ｌ０以上に光る、つまりより多くの正孔と電子とが結合する。このため、定電流の場合、焼き付きが生じやすいが、本実施の形態によれば相対輝度を１００％近傍に抑えることができるため、焼き付きも抑制することができる。
【００４４】
ここでは、パッシブ駆動でドットマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置を用いたが、非ドット方式や、ドットマトリックス方式と非ドット方式が混在していてもよい。また、アクティブ駆動であってもよい。ウェットプロセスの一例として、スプレー塗布法を用いたが、インクジェット法、スピンコート法、ノズル印刷法等でもよい。さらには、本実施の形態のような層構造でなくても、駆動時間経過と共に輝度が上昇する有機ＥＬ表示装置に適用可能である。さらには、有機ＥＬ表示装置でなくてもこのような挙動を示す有機ＥＬ素子１１５を有する有機ＥＬ発光装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態にかかる有機ＥＬ素子が形成されている素子基板を示す平面図である。
【図３】実施例にかかる駆動寿命と電流値を示したグラフである。
【図４】比較例にかかる駆動寿命と電流値を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１００ 有機ＥＬ表示パネル、１０１ 素子基板、１０２ 陽極、
１０３ 絶縁層、１０４ 有機層、１０５ 陰極、１０６ 封止基板、
１０７ 陽極補助配線、１０８ 陽極接続端子、１０９ 陰極補助配線、
１１０ 陰極接続端子、１１１ 隔壁、１１２ 捕水材、１１３ 接着材、
１１４ 開口部、１１５ 有機ＥＬ素子、１１６ 表示領域、
１１７ ＴＣＰ、１１８ ＡＣＦ、１１９ カラーフィルタ層、
１２０ 平坦化膜、１２１ 輝度調整部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輝度調整を行う有機ＥＬ発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro-luminescence）素子は有機ＬＥＤ（Light-emitting Diode）素子とも呼ばれ、陽極と陰極とで蛍光物質を含む有機層を挟持する構成を備え、両電極間に通電することにより発光する。具体的には、対向する電極から注入された正孔および電子が発光層内で結合し、そのエネルギーで発光層中の蛍光物質を励起させ、蛍光物質に応じた色の発光を行う。このような有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ表示装置は、自己発光表示装置であるため、視野角が広く、応答速度が速い。また、バックライトが不要であるため、薄型軽量化が可能である。これらの理由から、近年、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる表示装置として注目されており、例えば携帯電話、車載、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の広い分野で使用され始めている。中小型表示装置が主流であるが、大型テレビへの応用に向けても研究開発が続けられている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このような有機ＥＬ表示装置は、未だ多くの課題を残し、研究の途にある。例えば、有機ＥＬ表示装置の駆動寿命は徐々に伸びつつあるが未だ不十分であり、長寿命化が必要である。これは、有機ＥＬ素子の発光（使用）頻度、つまり駆動時間や経年変化により化学的に劣化しやすいことによる。そして、有機ＥＬ素子の劣化により輝度が劣化する。
【０００４】
有機ＥＬ表示装置を長寿命化する方法として、特許文献１の技術が開示されている。この技術では、発光層に特定の物質を用いて、発光層における正孔及び電子の双方の移動度を高めている。これにより、両者が効率よく再結合し、発光輝度、発光効率などの素子特性を長期間にわたって高水準に維持することが可能となる。
【特許文献１】特開２００６−５９８７９号公報
【非特許文献１】株式会社テクノタイムズ社、「月刊ディスプレイ９月号」、Ｐ１−１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術では、発光層に用いられる物質が限定されてしまう。また、有機ＥＬ素子は、設定した輝度以上に発光してしまう場合がある。これは、駆動開始の初期段階に発生しやすい。このように、有機ＥＬ素子が光りすぎてしまうことにより、有機ＥＬ素子が劣化しやすくなってしまう。つまり、有機ＥＬ表示装置の駆動寿命が短くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記の問題を鑑みるためになされたものであり、設定した輝度以上に有機ＥＬ素子が発光することを抑制し、長寿命化を実現できる有機ＥＬ発光装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる有機ＥＬ発光装置は、基準設定で初期輝度がＬ０となる条件下において、ｘ時間後の輝度がＬｘである有機ＥＬ素子と、Ｌ０＜Ｌｘとなる時間帯を記憶するカレントタイマを有し、Ｌ０＜Ｌｘの時間帯で、初期輝度がＬ０となる条件下における前記有機ＥＬ素子の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように前記基準設定と異なる設定として調整する輝度調整部と、を備えるものである。これにより、設定した輝度以上に有機ＥＬ素子が発光することを抑制し、長寿命化を実現できる。
【０００８】
また、本発明にかかる他の有機ＥＬ発光装置は、基準設定で初期輝度がＬ０となる条件下において、ｘ時間後の輝度がＬｘである有機ＥＬ素子と、視認領域外に配置されたセンサを有し、前記センサからの出力に基づき、Ｌ０＜Ｌｘの時間帯で、初期輝度がＬ０となる条件下における前記有機ＥＬ素子の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように基準設定と異なる設定として調整する輝度調整部と、を備えるものである。これにより、設定した輝度以上に有機ＥＬ素子が発光することを抑制し、長寿命化を実現できる。
【０００９】
なお、上記の前記有機ＥＬ発光装置であって、輝度調整部は全有機ＥＬ素子の中で最も発光強度が高い有機ＥＬ素子を基準に調整してもよい。これにより、輝度ムラを抑制することができる。
【００１０】
また、上記の有機ＥＬ発光装置であって、表示方式として、ドットマトリックス方式及び非ドット方式が混在していてもよい。本発明は、このような場合に発生しやすい輝度ムラを抑制することができる。
【００１１】
さらに、上記の有機ＥＬ発光装置は、前記有機ＥＬ素子はウェットプロセスによって形成された正孔注入層を有し、前記正孔注入層に接する電極を備えてよい。本発明は、このような場合に特に効果がある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、設定した輝度以上に有機ＥＬ素子が発光することを抑制し、長寿命化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態．
本実施の形態にかかる有機ＥＬ発光装置の一例として有機ＥＬ表示装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、有機ＥＬ素子の構成を示す断面図である。図２は、有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子が形成されている素子基板を示す平面図である。図１及び図２において、同一の要素には同一の符号を付している。ここでは、有機ＥＬ表示装置の一例として、パッシブ駆動のドットマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置について説明する。
【００１４】
図１に示すように、有機ＥＬ表示パネル１００は、素子基板１０１、陽極１０２、絶縁層１０３、有機層１０４、陰極１０５、封止基板１０６、陽極補助配線１０７、陽極接続端子１０８、陰極補助配線１０９、陰極接続端子１１０、隔壁１１１、捕水材１１２、接着材１１３、カラーフィルタ層１１９、平坦化膜１２０を有している。なお、図１における断面図は、図２の素子基板１０１に封止基板１０６を貼り合わせた後のＡ−Ａ断面図である。
【００１５】
素子基板１０１は、ガラスなどからなる透明な矩形状の平板部材である。陽極１０２は、ＩＴＯ（Indium Tin
Oxide）などの透明性導電材料からなり、素子基板１０１上に形成されている。図２に示すように、複数の陽極１０２は、一定間隔を隔ててそれぞれ平行に形成されている。また、素子基板１０１上には、それぞれの陽極１０２に延設された陽極補助配線１０７及び陽極補助配線１０７の端部に配置される陽極接続端子１０８が設けられる。
【００１６】
また、素子基板１０１上には、後述するそれぞれの陰極１０５に接続された陰極補助配線１０９及び陰極補助配線１０９の端部に配置された陰極接続端子１１０が設けられる。陰極補助配線１０９は陰極１０５に対応して形成され、陽極１０２に対し垂直方向に形成される。陽極補助配線１０７、陽極接続端子１０８、陰極補助配線１０９、陰極接続端子１１０は、接続部の低抵抗化のために金属材料から形成することができる。
【００１７】
陽極１０２、陰極補助配線１０９、陰極接続端子１１０が形成された素子基板１０１上には、絶縁層１０３が形成される。絶縁層１０３は、陽極１０２と後述する陰極１０５との絶縁を確保するために設けられる。絶縁層１０３は、ポリイミドなどの絶縁材料からなる。絶縁層１０３には、陽極１０２と後述する陰極１０５との交差位置、すなわち画素となる位置に対応して開口部１１４が設けられている。つまり、絶縁層１０３は、有機層１０４と陽極１０２とが接触する開口部１１４を画定する役割を果たしている。この開口部１１４に対応する位置が画素となる。また、絶縁層１０３には、陰極１０５と陰極補助配線１０９とを電気的に接続するためのコンタクトホールが設けられている。
【００１８】
絶縁層１０３上には、隔壁１１１が形成される。隔壁１１１は、分離された陰極１０５を形成するため、陰極１０５を蒸着などにより形成する前に所望のパターンに形成される。陽極１０２に対し垂直に、陰極１０５に対して平行に設けられる。陰極１０５の分離をより確実なものとするため、隔壁１１１は逆テーパ構造を有している。すなわち、素子基板１０１から離れるにつれて、断面が広がるように形成される。
【００１９】
有機層１０４は、一般的な、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を順次積層した構成を有している。有機層１０４は、前述した陽極１０２、絶縁層１０３、隔壁１１１の上に、所定の大きさで配置される。ここでは、正孔注入層を溶液プロセス（ウェットプロセス）によって形成し、それ以外の層、つまり正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を蒸着法によって形成する。なお、有機層１０４は上記以外の構成となっていてもよい。
【００２０】
陰極１０５は、光反射性を有するアルミニウムなどの導電性材料からなり、有機層１０４上に設けられる。陰極１０５は、隔壁１１１によって分離されるため、隔壁１１１の間に配設される。したがって、陰極１０５は陽極１０２に対して垂直に設けられる。陽極１０２と陰極１０５とが交差する位置が画素となる。有機ＥＬ素子１１５は、素子基板１０１上に順次積層された陽極１０２、有機層１０４、陰極１０５を備える。複数の画素から構成される領域が、表示領域１１６となる。
【００２１】
カラーフィルタ層１１９は、陽極１０２と視認側の素子基板１０１との間に形成されている。カラーフィルタ層１１９は、一般的にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に着色された着色層と、着色層の間に配置される遮光層とを有している。各画素は、順次積層されたカラーフィルタ層１１９、陽極１０２、有機層１０４及び陰極１０５を備えている。また、カラーフィルタ層１１９上には、凹凸を均すための平坦化膜１２０を形成される。これにより、平坦化膜１２０上に形成される陽極１０２の被覆性が向上する。なお、カラーフィルタ層１１９、平坦化膜１２０は、形成されていなくてもよい。
【００２２】
封止基板１０６は、パネル中に水分や酸素が入らないように設けられる。封止基板１０６としては、ステンレス鋼、アルミニウム又はその合金などの金属類のほか、ガラス、アクリル系樹脂などの１種類又は、２種類以上からなるものを使用することができる。封止基板１０６の画素に対向する面上には、捕水材１１２を配置するための凹部が形成されている。
【００２３】
封止基板１０６と素子基板１０１とは、光硬化型の接着材１１３を介して固着されている。接着材１１３としては、水分などの透過性の低い紫外線硬化型のエポキシ系接着材などを用いることができる。接着材１１３は、表示領域１１６を囲むように形成されている。すなわち、接着材１１３は、封止基板１０６に形成されている凹部を囲む凸部に配置される。接着材１１３は、封止基板１０６と素子基板１０１とを固着し、表示領域１１６を含む空間を封止する。すなわち、有機ＥＬ素子１１５は、素子基板１０１、封止基板１０６、接着材１１３とで形成される気密空間に配置される。
【００２４】
気密空間内には、画素のほか、画素への水分や酸素の影響を抑制し、安定した発光特性を維持するための捕水材１１２が設けられている。捕水材１１２は、封止基板１０６上の、有機ＥＬ素子１１５と対向する面に形成された凹部に設けられている。また、捕水材１１２は、封止基板１０６に形成された凹部の内部側面と接触しないように、一定の間隔を設けて配設されている。
【００２５】
捕水材１１２としては、無機系の乾燥剤や、水分と反応性の高い有機金属化合物を膜状にしたもの、さらに、フッ素系オイルからなる不活性液体中に固体の吸湿剤を混合したものなどを用いることができる。
【００２６】
また、封止基板１０６は、陽極補助配線１０７の一部と陽極接続端子１０８及び陰極補助配線１０９の一部と陰極接続端子１１０からなる引き出し部を素子基板１０１、封止基板１０６、接着材１１３とで形成される気密空間から露出するために、素子基板１０１よりも大きさが小さくなっている。すなわち、陽極接続端子１０８及び陰極接続端子１１０は、接着材１１３の外側に配置される。
【００２７】
図１に示すように、駆動回路は、陽極接続端子１０８、陽極補助配線１０７を介して陽極１０２と電気的に接続されている。駆動回路が設けられたＴＣＰ（Tape Carrier Package）１１７と陽極接続端子１０８又は陰極接続端子１１０とは、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）１１８を介して接続される。図１に示すように、陽極接続端子１０８とＴＣＰ１１７との間にＡＣＦ１１８が配置される。ＡＣＦ１１８が、陽極接続端子１０８とＴＣＰ１１７とを物理的に固定し、さらに、ＡＣＦ１１８に含まれる導電粒子により陽極接続端子１０８とＴＣＰ１１７の接続配線を電気的に接続する。なお、陰極１０５も同様に駆動回路が接続される。
【００２８】
輝度調整部１２１は、例えば駆動回路に各種信号を送り、電流値、電圧値等を制御している。なお、輝度調整部１２１は別途設けてもよいし、駆動回路に各種信号を送るドライバＩＣに設けてもよい。輝度調整部１２１は、例えばカレントタイマが設けられている。まず、一定条件で連続駆動させた有機ＥＬ素子１１５の駆動時間による輝度を測定する。そして、この測定結果に応じて、カレントタイマに駆動時間によるタイマ設定、例えば電流値あるいは電圧値を設定する。そして、設定された条件に応じて、電流値あるいは電圧値を可変させる。
【００２９】
また、上記の構成ではなく、輝度調整部１２１に輝度検出部が設けられた構成としてもよい。輝度検出部としてはフォトダイオード等のセンサを用いることができ、表示領域１１６外（視認領域外）に設けられたテスト素子の輝度を検出する。つまり、輝度検出部も表示領域１１６外に設けられる。テスト素子は、有機ＥＬ素子１１５と同じ構成となっており、基準設定、例えば一定の電流値あるいは一定の電圧値が設定されている。そして、輝度検出部からの出力、つまり輝度検出部によって検出されたテスト素子の輝度に応じて、電流値あるいは電圧値を可変させる。なお、ここでは、電流値あるいは電圧値を可変させたが、輝度を調整できればその他の条件を制御してもよい。なお、輝度調整部１２１による輝度の調整方法の詳細については、後述する。
【００３０】
素子基板１０１の視認側には、円偏光板（不図示）を配置してもよい。この円偏光板は、視認側から入って金属膜からなる陰極１０５によって反射される光を遮蔽し、有機ＥＬ表示装置の表示コントラストを改善するために設けられている。円偏光板は、直線偏光板とλ／４波長板とからなる。また、素子基板１０１にλ／４波長板の機能を持たせて、直線偏光板だけを貼着するようにしてもよい。本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示装置は、上記のように構成される。なお、有機ＥＬ表示装置は、上記の構成に限らず、これ以外の構成でもよい。
【００３１】
画素の陽極１０２と陰極１０５との間に電流を供給することによって、陽極１０２からは正孔が、陰極１０５からは電子がそれぞれ有機層１０４に注入されて再結合する。その際に生ずるエネルギーにより有機層１０４内の有機発光性化合物の分子が励起される。励起された分子は基底状態に失活し、その過程において有機層１０４が発光する。また、カラーフィルタ層１１９は、有機層１０４からの光を選択的に透過し、所望の色の透過光が視認側に出射する。各画素が駆動回路からの信号に従って有機発光層の発光量を制御することによって、表示領域１１６は画像表示を行う。
【００３２】
上記のような有機ＥＬ素子１１５の層構造をもつ有機ＥＬ表示装置において、輝度調整部１２１によって制御しない場合、以下のような問題が生じる。例えば、基準設定かつ同じ表示データ等、つまり基準設定かつ一定条件下で有機ＥＬ素子１１５を連続駆動させるとする。そして、基準設定かつ一定条件下における初期輝度をＬ０とする。このＬ０は、目標となる所定の輝度に合わせられている。このまま、連続駆動させると、有機ＥＬ素子１１５の輝度がＬ０のおよそ１０％上昇してしまう。つまり、定電流あるいは定電圧で有機ＥＬ表示装置を駆動させた場合、Ｌ０以上に光りすぎてしまい、駆動寿命が短くなる。ここで、駆動寿命とはＬ０の８０％程度の輝度となる駆動時間をいう。このような輝度の上昇は、有機ＥＬ素子１１５の有機層１０４が劣化していない初期段階、ここでは駆動開始からおよそ２００時間までに発生する。そして、輝度が上昇した後、およそ１０００時間までは徐々にＬ０まで輝度が低下し、その後も緩やかに輝度が低下する。
【００３３】
このように、初期段階にＬ０以上に上昇してしまうのは、有機ＥＬ素子１１５の層構造に起因する。上記のように、陽極１０２の上には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順次積層された有機層１０４が形成されている。また、本実施の形態では、正孔注入層のみをウェットプロセスによって形成し、その他の層を蒸着法によって形成している。このため、陽極１０２であるＩＴＯ電極と正孔注入層との界面特性がよくなり、オーミック接合する。オーミック接合とは、流す電流値と電圧値との関係がオームの法則に従う接合をいう。このように、ＩＴＯ電極と正孔注入層との界面特性がよくなることにより、陽極１０２から正孔注入層に正孔が入りやすくなる。このため、発光層で正孔と陰極１０５からの電子とが結合する可能性が高くなり、輝度が上昇する。このような現象は、有機層が劣化していない駆動開始の初期段階に起こりやすい。このため、本実施の形態による輝度調整部１２１を用いた輝度の調整は、正孔注入層がウェットプロセスによって形成されている場合により効果を発揮する。なお、正孔注入層上の正孔輸送層もウェットプロセスによって形成してもよいが、このような場合、界面の障壁を受けるため正孔が入り難くなる。以上のことにより、上記のような有機ＥＬ素子１１５の層構造では、輝度調整部１２１によって制御しない場合、つまり基準設定かつ一定条件下ではＬ０を超えてしまう時間帯が存在する。
【００３４】
そこで、基準設定かつ一定条件下での輝度がＬ０以上に上昇する時間帯は、基準設定と異なる設定として、輝度調整部１２１によって輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように調整する。すなわち、この時間帯では一定条件での輝度がＬ０の９５％以上１０５％以下になる。もちろん、表示データが変更され、表示が切り替われば、有機ＥＬ素子１１５の輝度も変わる。このため、上記の時間帯では、基準設定でのそれぞれの表示データにおけるＬ０を基準に、Ｌ０の９５％以上１０５％以下になるように調整する。また、基準設定では、例えば駆動回路において階調電圧を生成するための電源電圧や駆動回路の出力アンプの増幅率が基準となる値となっている。そして、上記の時間帯では、輝度調整部１２１によって基準設定と異なる設定に変更する。これにより、電源電圧や出力アンプの増幅率の値が変化する。例えば、基準設定で基準表示データに基づいて表示を行うと、初期輝度がＬ０となる。そして、基準設定で基準表示データに基づいてｘ時間表示を行うと、輝度がＬｘに上昇してしまう。この輝度の上昇を防ぐため、輝度調整部１２１により有機ＥＬ素子１１５の輝度を調整する。輝度調整部１２１によって調整を行った場合、同じ表示データに基づいて表示を行っても、有機ＥＬ素子１１５の輝度が変わる。
【００３５】
すなわち、輝度調整部１２１が基準設定と異なる設定に変更すると、基準表示データに対応する電流値または電圧値を変化する。つまり、輝度調整部１２１によって例えば電源電圧や出力アンプの増幅率を変化させることにより、基準表示データに対応する電流値または電圧値を変化させる。すなわち、基準設定から設定を変更すると同じ表示データであっても、有機ＥＬ素子１１５に供給される電流値が変化する。従って、基準設定と異なる設定に調整すると、同じ表示データでも流れる電流が下がるため、初期輝度Ｌ０からＬｘに上がらない。すなわち、基準表示データでの輝度がＬ０のまま変化しない。基準設定での有機ＥＬ素子１１５の初期輝度がＬ０となる一定条件下において、ｘ時間後の輝度をＬｘとすると、Ｌ０＜Ｌｘとなる時間帯に、基準設定と異なる設定に変更して、輝度調整部１２１によって、例えば電流値あるいは電圧値を下げる。このようにして、輝度調整部１２１は、基準設定で初期輝度がＬ０となる一定条件下において、前記有機ＥＬ素子の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように有機ＥＬ素子１１５の駆動時間によって調整する。なお、ここでの一定条件とは、表示データが同じ値である条件下のことである。
【００３６】
以下、有機ＥＬ表示装置の各画素に供給される表示データが基準表示データで一定とする。つまり、上記のように、基準表示データに対応する電流値または電圧値を可変させるためには、表示データを変化させずに、基準設定を変化させる。ここでは、駆動開始から２００時間までは、徐々に電流値を下げて基準表示データでの輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように調整する。そして、１０００時間までは徐々に電流値を、駆動開始時にＬ０となる電流設定値まで上げ、その後はその電流設定値のまま、駆動を継続する。ここで、電流設定値とは、基準設定での電流値のことである。このように調整することにより、従来のように有機ＥＬ素子１１５がＬ０以上に光りすぎることを抑制でき、有機ＥＬ表示装置が長寿命化する。また、輝度調整ができれば、電流値、電圧値以外を可変させてもよい。
【００３７】
上記のように、有機ＥＬ素子１１５の駆動時間によって電流値等を変化させる輝度調整方法には、例えば以下のような方法がある。まず、カレントタイマが設けられた輝度調整部１２１による輝度調整方法について説明する。これは、予めカレントタイマにタイマ設定を記憶させ、そのタイマ設定に従って電流値を可変させる方法である。そして、まず、定電流を流した場合の駆動時間による輝度の変化を測定する。例えば、有機ＥＬ表示パネル１００にフォトダイオード等のセンサを設け、駆動時間における輝度を検出する。これにより、例えば後述する図４に示されたようなグラフが得られる。そして、その結果に応じて、カレントタイマにタイマ設定、つまり有機ＥＬ素子１１５の駆動時間による電流値を記憶させる。具体的には、時間に応じた電源電圧やアンプの増幅率等の値を決定する。カレントタイマには、例えばＬ０＜Ｌｘの時間帯が記憶されている。これにより、駆動時間によって、電流値が電流設定値から変化する。このカレントタイマは、上記の測定が行われた有機ＥＬ表示装置と同タイプの別の有機ＥＬ表示装置に設けられ、駆動回路への信号が送られたと同時に、又は電源電圧がオンされたと同時に動作させる。そして、カレントタイマに記憶されたタイマ設定に応じて、電流値が変化する。
【００３８】
また、ドットマトリックス方式及び非ドット方式（キャラクター方式）が混在している場合、非ドット方式の表示素子に信号が入力されたと同時にカレントタイマを駆動させてもよい。非ドット方式には、例えばセグメント方式がある。セグメント方式とは、マトリックス状の画素によって表示するドットマトリックス方式と異なり、文字や絵の型にパターニングした電極を用いて表示する方法である。このため、非ドット方式は、ドットマトリックス方式よりも同じ表示素子（有機ＥＬ素子１１５）を発光させる場合が多い。このため、非ドット方式の表示素子は、ドットマトリックス方式の表示素子より早く劣化してしまう。これにより、ドットマトリックス方式及び非ドット方式が混在している場合、非ドット方式の有機ＥＬ素子１１５のほうが相対的に暗く表示される。このため、ドットマトリックス方式の有機ＥＬ素子１１５よりも非ドット方式の有機ＥＬ素子１１５に対して劣化を抑制するのが好ましい。また、非ドット方式に限らず、有機ＥＬ表示装置の全有機ＥＬ素子１１５の中で最も駆動させる有機ＥＬ素子１１５、つまり最も発光強度が高い有機ＥＬ素子１１５への信号が入力されたと同時にカレントタイマを駆動させてもよい。このように、輝度調整部１２１によって最も駆動させる有機ＥＬ素子１１５を基準に調整を行うことにより、もっとも劣化しやすい有機層の劣化を抑制することができるので、効果的に輝度ムラを抑制することができる。
【００３９】
有機ＥＬ素子１１５を同じように形成すれば、駆動時間による輝度の変化は、略同じような挙動を示す。このため、上記のようなカレントタイマによって画一的に輝度を調整することができる。また、カレントタイマは、センサ等を必要としないため、構成を簡素化することができる。さらに、カレントタイマは、センサのように光を検出できる場所に設ける必要もないため、任意の場所に設置することができる。このように、カレントタイマを用いることにより、簡便に輝度調整を行うことができる。
【００４０】
次に、上記の表示領域１１６外に配置されたテスト素子を用いた場合の輝度調整方法について説明する。この場合、基準設定で初期輝度がＬ０となる条件を維持して、テスト素子を有機ＥＬ素子１１５と同時に駆動させる。例えば、駆動開始時にＬ０となる電流設定値を維持したまま、このテスト素子に定電流を流して輝度をモニターする。そして、実際の表示領域１１６内の有機ＥＬ素子１１５に、モニターされたテスト素子の輝度に応じて電流値を可変させる。すなわち、輝度検出部からの出力に基づき、電流値を可変させる。具体的には、テスト素子の輝度がＬ０より高い場合は実際の電流値を下げ、輝度が低下したら電流値をＬ０となる電流設定値まで上げて一定に保つ。なお、テスト素子を駆動させるタイミングとしては、上記のカレントタイマを使用した場合と同様にすることができる。また、これらの方法では、全有機ＥＬ素子１１５の輝度を一律に制御するため、簡便に制御を行うことができる。
【００４１】
実施例．
１／６４Ｄｕｔｙ−パッシブマトリックス駆動（ＰＭ）−フルドット赤表示の有機ＥＬ表示装置を作製した。ここでは、有機層１０４の正孔注入層はウェットプロセス（ここでは、スプレー塗布法）、その他の層は蒸着法によって形成した。そして、この有機ＥＬ表示装置を連続駆動させて、時間による輝度を測定した。その結果を示したものが図３であり、図３は駆動寿命と電流値を示したグラフである。実線は駆動時間による相対輝度、破線は駆動時間による規格化電流値を表している。具体的には、Ｌ０（相対輝度１００％）となる電流値（規格化電流値１００）に合わせ、９０℃下で駆動を続けた。つまり、規格化電流値１００が基準設定における電流値である。駆動開始から１２００時間までは、相対輝度が１００％になるように、電流値を可変させた。その後は、駆動開始時に相対輝度が１００％となる電流値を維持したまま駆動を続けた。ここでは、駆動開始から２００時間まで、規格化電流値１００からおよそ９０まで徐々に電流値を下げた。そして、２００時間から１２００時間までは、電流値を規格化電流値１００まで徐々に上げた。その後は、電流値を規格化電流値１００に保った。この結果、駆動開始から１２００時間まで相対輝度を１００％近傍に保つことができた。その後は、徐々に相対輝度が下がっていき、駆動寿命、つまり相対輝度が８０％になるまでの時間は６０００時間だった。
【００４２】
比較例．
実施例と同様の１／６４Ｄｕｔｙ−ＰＭ−フルドット赤表示の有機ＥＬ表示装置を作製した。ここでも、有機層１０４の正孔注入層はウェットプロセス（ここでは、スプレー塗布法）、その他の層は蒸着法によって形成した。そして、この有機ＥＬ表示装置を連続駆動させて、時間による輝度を測定した。その結果を示したものが図４であり、図４は駆動寿命と電流値を示したグラフである。実線は駆動時間による相対輝度、破線は駆動時間による規格化電流値を表している。規格化電流値１００を維持したまま、９０℃下で駆動を続けた。この結果、駆動開始から２００時間までに、相対輝度は１００％から１１０％まで上昇した。それから、徐々に相対輝度が下がっていき、１２００時間には相対輝度が１００％になった。その後も、徐々に相対輝度が下がっていき、駆動寿命は４０００時間だった。以上の結果から、実施例では比較例、つまり輝度調整部１２１によって制御しない場合よりも駆動寿命が約１．５倍長くなった。
【００４３】
本実施の形態では、上記のようにＬ０以上に有機ＥＬ素子１１５が光ることを抑制することができるため、有機ＥＬ表示装置の長寿命化が実現できる。また、複数の有機ＥＬ素子１１５間の輝度の差（輝度ムラ）を抑制することができる。これは、初期段階で光りすぎることを抑制できることにより、有機ＥＬ素子１１５の劣化を抑制できるためである。輝度ムラとは、例えば頻繁に発光する有機ＥＬ素子１１５と、あまり発光しない有機ＥＬ素子１１５が混在する場合、例えばドット表示と非ドット表示が混在する構成で生じやすい。これは、頻繁に発光する有機ＥＬ素子１１５の方が、あまり発光しない有機ＥＬ素子１１５よりも早く劣化するためである。ここで、本実施の形態のように駆動させることにより、劣化を抑制することができ、これに付随して輝度ムラを抑制することができる。これにより、使用者に与える不快感を低減でき、さらに視認性を向上させることができる。また、駆動開始の初期段階では、電流値等を下げるため、低消費電力化になる。さらには、焼き付きを抑制することができる。焼き付きは、結合した正孔と電子とが抜けずに、表示が残ってしまうことである。つまり、定電流を流すことにより、図４に示すように駆動開始の初期段階で、Ｌ０以上に光る、つまりより多くの正孔と電子とが結合する。このため、定電流の場合、焼き付きが生じやすいが、本実施の形態によれば相対輝度を１００％近傍に抑えることができるため、焼き付きも抑制することができる。
【００４４】
ここでは、パッシブ駆動でドットマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置を用いたが、非ドット方式や、ドットマトリックス方式と非ドット方式が混在していてもよい。また、アクティブ駆動であってもよい。ウェットプロセスの一例として、スプレー塗布法を用いたが、インクジェット法、スピンコート法、ノズル印刷法等でもよい。さらには、本実施の形態のような層構造でなくても、駆動時間経過と共に輝度が上昇する有機ＥＬ表示装置に適用可能である。さらには、有機ＥＬ表示装置でなくてもこのような挙動を示す有機ＥＬ素子１１５を有する有機ＥＬ発光装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態にかかる有機ＥＬ素子が形成されている素子基板を示す平面図である。
【図３】実施例にかかる駆動寿命と電流値を示したグラフである。
【図４】比較例にかかる駆動寿命と電流値を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１００ 有機ＥＬ表示パネル、１０１ 素子基板、１０２ 陽極、
１０３ 絶縁層、１０４ 有機層、１０５ 陰極、１０６ 封止基板、
１０７ 陽極補助配線、１０８ 陽極接続端子、１０９ 陰極補助配線、
１１０ 陰極接続端子、１１１ 隔壁、１１２ 捕水材、１１３ 接着材、
１１４ 開口部、１１５ 有機ＥＬ素子、１１６ 表示領域、
１１７ ＴＣＰ、１１８ ＡＣＦ、１１９ カラーフィルタ層、
１２０ 平坦化膜、１２１ 輝度調整部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準設定で初期輝度がＬ０となる条件下において、ｘ時間後の輝度がＬｘである有機ＥＬ素子と、
Ｌ０＜Ｌｘとなる時間帯を記憶するカレントタイマを有し、
Ｌ０＜Ｌｘの時間帯で、初期輝度がＬ０となる条件下における前記有機ＥＬ素子の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように前記基準設定と異なる設定として調整する輝度調整部と、
を備える有機ＥＬ発光装置。
【請求項２】
基準設定で初期輝度がＬ０となる条件下において、ｘ時間後の輝度がＬｘである有機ＥＬ素子と、
視認領域外に配置されたセンサを有し、
前記センサからの出力に基づき、Ｌ０＜Ｌｘの時間帯で、初期輝度がＬ０となる条件下における前記有機ＥＬ素子の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように基準設定と異なる設定として調整する輝度調整部と、
を備える有機ＥＬ発光装置。
【請求項３】
前記輝度調整部は全有機ＥＬ素子の中で最も発光強度が高い有機ＥＬ素子を基準に調整する請求項１又は２に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項４】
表示方式として、ドットマトリックス方式及び非ドット方式が混在している請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項５】
前記有機ＥＬ素子はウェットプロセスによって形成された正孔注入層を有し、
前記正孔注入層に接する電極を備える請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項１】
基準設定で初期輝度がＬ０となる条件下において、ｘ時間後の輝度がＬｘである有機ＥＬ素子と、
Ｌ０＜Ｌｘとなる時間帯を記憶するカレントタイマを有し、
Ｌ０＜Ｌｘの時間帯で、初期輝度がＬ０となる条件下における前記有機ＥＬ素子の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように前記基準設定と異なる設定として調整する輝度調整部と、
を備える有機ＥＬ発光装置。
【請求項２】
基準設定で初期輝度がＬ０となる条件下において、ｘ時間後の輝度がＬｘである有機ＥＬ素子と、
視認領域外に配置されたセンサを有し、
前記センサからの出力に基づき、Ｌ０＜Ｌｘの時間帯で、初期輝度がＬ０となる条件下における前記有機ＥＬ素子の輝度をＬ０の９５％以上１０５％以下になるように基準設定と異なる設定として調整する輝度調整部と、
を備える有機ＥＬ発光装置。
【請求項３】
前記輝度調整部は全有機ＥＬ素子の中で最も発光強度が高い有機ＥＬ素子を基準に調整する請求項１又は２に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項４】
表示方式として、ドットマトリックス方式及び非ドット方式が混在している請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項５】
前記有機ＥＬ素子はウェットプロセスによって形成された正孔注入層を有し、
前記正孔注入層に接する電極を備える請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１４０９３２（Ｐ２００８−１４０９３２Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２４７４１（Ｐ２００６−３２４７４１）
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（０００１０３７４７）オプトレックス株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（０００１０３７４７）オプトレックス株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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