JP2008191539A - Driving device of organic el element, and driving method of organic el element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子に関し、特にその駆動装置及び駆動方法に関する。 The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) element, and more particularly to a driving device and a driving method thereof.
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。 Conventionally, as a light-emitting element, a transparent electrode made of ITO (Indium Tin Oxide) or the like serving as an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, and an electron transport on a translucent support substrate made of a glass material. An organic EL element is known which is formed by sequentially laminating an organic layer composed of layers and the like and a non-translucent back electrode composed of aluminum (Al) as a cathode.
また、有機EL素子を用いた表示装置の課題としては、効率よく所定の色の発光を得ることが上げられる。所定の色の発光を得る有機EL素子としては、例えば、特許文献1に開示されるような、ホスト材料に少なくとも2種類以上の異なる発光色を示す発光層を積層してなるものが知られている。斯かる有機EL素子は、例えば青色発光層と黄色発光層とを積層することにより混色によって白色発光を得ることができる。 Further, as a problem of a display device using an organic EL element, it is possible to efficiently obtain light of a predetermined color. As an organic EL element that obtains light of a predetermined color, for example, an element formed by laminating a light emitting layer exhibiting at least two kinds of different light emission colors on a host material as disclosed in Patent Document 1 is known. Yes. Such an organic EL element can obtain white light emission by color mixing, for example, by laminating a blue light emitting layer and a yellow light emitting layer.
しかしながら、斯かる有機EL素子においては、温度変化あるいは経時変化により得られる発光色が変化するという問題点があった。これは、温度変化あるいは経時変化による材料の劣化によって電子及び正孔の移動速度あるいは移動効率が変化し、前記発光層中において電子と正孔とが再結合する領域が変化することが一因であると考えられている。前記発光層を積層構造とする場合、再結合の領域が変化することにより、前記発光層の発光領域は前記正孔輸送層と接する発光層に偏るように変化し、前記正孔輸送層から離れた発光層の輝度が低下する。これにより前記発光層における混色のバランスが崩れ、得られる発光色が変化し、目的とする色の発光を得ることができなくなっていた。
このような問題を解決する方法としては、発光層を単層とし、少なくとも2種類以上の発光波長の異なる(異なる発光色を示す)発光材料を前記発光層にドーピングする方法が考えられる(例えば特許文献2参照)。斯かる有機EL素子においては、単層の前記発光層内に複数種類の発光材料が含有されるため、発光領域に変化があってもそれによって発光色が変化することがない。 As a method for solving such a problem, a method in which the light emitting layer is a single layer and at least two kinds of light emitting materials having different light emission wavelengths (showing different light emission colors) are doped in the light emitting layer (for example, patents). Reference 2). In such an organic EL element, since a plurality of types of light emitting materials are contained in the single light emitting layer, even if there is a change in the light emitting region, the emission color does not change.
しかしながら、斯かる有機EL素子においては、所望の有機EL素子を製造するためには発光材料のドーピング比率などを詳細に管理する必要があり、歩留まりが低下することや製造工程が煩雑となるという点で改良の余地があった。 However, in such an organic EL element, in order to manufacture a desired organic EL element, it is necessary to manage the doping ratio of the light emitting material in detail, resulting in a decrease in yield and a complicated manufacturing process. There was room for improvement.
本発明は、このような問題に鑑み、温度変化あるいは経時変化が生じる場合であっても安定した発光色を示す有機EL素子の駆動装置及び駆動方法を提供することを目的とする。 In view of such problems, an object of the present invention is to provide a driving apparatus and a driving method for an organic EL element that exhibits a stable emission color even when a temperature change or a change with time occurs.
本発明は、前記課題を解決するために、定電流を所定のデューティー比で供給する有機EL素子の駆動装置であって、駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかを検出する状態検出手段と、前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記有機EL素子の発光色を維持するべく前記定電流の設定値を変更し、前記設定値に応じて前記有機EL素子の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を変更する制御手段と、を備えてなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an organic EL element driving apparatus that supplies a constant current at a predetermined duty ratio, the state detecting means for detecting at least one of driving time and ambient temperature, Based on the detection result of the state detection means, the set value of the constant current is changed to maintain the emission color of the organic EL element, and current supply is performed to maintain the emission luminance of the organic EL element according to the set value. And a control means for changing the duty ratio.
また、駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかと前記設定値との関係を示す電流調整データを記憶する記憶部を有し、前記制御手段は、前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記電流調整データから前記設定値を読み出すことを特徴とする。 A storage unit that stores current adjustment data indicating a relationship between at least one of a driving time and an ambient temperature and the set value; and the control unit is configured to control the current adjustment data based on a detection result of the state detection unit. The set value is read out from.
また、前記有機EL素子は、発光色の異なる複数の発光層を有してなることを特徴とする。 Further, the organic EL element has a plurality of light emitting layers having different emission colors.
本発明は、前記課題を解決するために、定電流を所定のデューティー比で供給する有機EL素子の駆動方法であって、駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかを検出する状態検出手段の検出結果に基づいて前記有機EL素子の発光色を維持するべく前記定電流の設定値を変更し、前記設定値に応じて前記有機EL素子の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を変更することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a driving method for an organic EL element that supplies a constant current at a predetermined duty ratio, and includes a detection result of a state detection unit that detects at least one of driving time and ambient temperature. And changing the set value of the constant current to maintain the light emission color of the organic EL element, and changing the duty ratio of the current supply to maintain the light emission luminance of the organic EL element according to the set value. It is characterized by.
また、駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかと前記設定値との関係を示す電流調整データを記憶部に記憶し、前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記電流調整データから前記設定値を読み出すことを特徴とする。 Further, current adjustment data indicating a relationship between at least one of driving time or ambient temperature and the set value is stored in a storage unit, and the set value is read from the current adjustment data based on a detection result of the state detection unit. It is characterized by.
また、前記有機EL素子は、発光色の異なる複数の発光層を有してなることを特徴とする。 Further, the organic EL element has a plurality of light emitting layers having different emission colors.
本発明は有機EL素子の駆動装置及び駆動方法に関するものであって、温度変化あるいは経時変化が生じる場合であっても安定した発光色を示すことが可能となる。 The present invention relates to a driving apparatus and a driving method for an organic EL element, and can exhibit a stable emission color even when a temperature change or a change with time occurs.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1において、本発明の第一の実施形態である有機EL素子の駆動装置は、有機EL素子1と、状態検出手段2と、制御手段3と、記憶部4と、電流設定手段5と、によって主に構成されている。
In FIG. 1, the organic EL element driving apparatus according to the first embodiment of the present invention includes an organic EL element 1, a
有機EL素子1は、支持基板11上に透光性の第一電極12と有機層13と第二電極14とを積層形成してなるものであり、支持基板11側を発光表示面として第一電極12を透過した光が取り出されるものである。また、略凹形状の封止部材15が有機層13等を覆うように支持基板11と接合されている。なお、本実施形態においては有機EL素子1は白色発光を呈するものである。
The organic EL element 1 is formed by laminating a translucent
支持基板11は、長方形形状からなる透光性のガラス基板である。
The
第一電極12は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透光性の導電材料をスパッタリング法等の方法で支持基板1上に層状に形成し、例えばフォトリソグラフィー法にて所定形状にパターニングしてなる。本実施の形態においては、第一電極12が陽極となり、有機層13に正孔を注入する。
The
有機層13は、第一電極12上に形成されるものであり、少なくとも発光層を有する複数層からなる。例えば本実施形態においては、有機層13は、正孔注入層,正孔輸送層,第一発光層,第二発光層,第一電子輸送層,第二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。なお、前記第一の発光層はアンバー色の発光を呈し、前記第二の発光層は青色の発光を呈するものであり、有機EL素子1は混色によって白色を得るものである。
The
第二電極14は、前記発光表示面と対向する側に配設される電極であり、アルミニウム(Al)やマグネシウム銀(Mg:Ag)等の低抵抗の導電性材料を蒸着法等の手段によって膜厚50〜200nm程度の層状に積層形成してなるものである。
The
封止部材15は、図示しない接着剤を介して支持基板11とそれぞれ接合されるものであり、例えば平板ガラスを切削あるいはエッチング等の加工方法によって略凹形状に形成してなる。封止部材15は支持基板11とともに有機EL素子1を覆い、水分などによる有機EL素子1の劣化を抑制する。なお、封止部材15によって覆われる空間内に水分を吸着する吸湿剤を配置しても良い。
The sealing
状態検出手段2は有機EL素子1の状態を監視するものであって、本実施形態においては温度センサ2aとタイマ2bとからなる。温度センサ2aは、前記状態検出手段として有機EL素子1の周囲温度を検出してその検出信号を制御手段3に出力するものである。温度センサ2aは、例えば支持基板11に配置されるサーミスタ等からなる。タイマ2bは、前記状態検出手段として有機EL素子1の駆動時間(発光時間)を計測して時間信号を制御手段3に出力するものであり、例えば電源スイッチのオンからオフまでの時間を計測したり、電源の投入回数を計測することによって駆動時間を計測する。
The state detection means 2 monitors the state of the organic EL element 1, and in this embodiment comprises a
制御手段3は、マイクロコンピュータから主に構成され、所定のプログラムを実行するためのCPUと、前記プログラムが記憶されたROMと、演算結果等を一時的に記憶するRAMと、有機EL素子1を発光駆動させるために所定のデューティー比でPWM(パルス幅変調)制御信号を出力するための駆動回路と、状態検出手段2及び表示信号を入力するためのインターフェイス部等を有している。また、制御手段3は、状態検出手段2の検出結果に応じて定電流の設定値を後述する記憶部4から読み出し、この読み出した設定値に応じて定電流を後述する電流設定手段5を介して有機EL素子1に供給する。
The control means 3 is mainly composed of a microcomputer, and includes a CPU for executing a predetermined program, a ROM in which the program is stored, a RAM in which calculation results are temporarily stored, and the organic EL element 1. A drive circuit for outputting a PWM (Pulse Width Modulation) control signal at a predetermined duty ratio for driving light emission, a state detection means 2, an interface unit for inputting a display signal, and the like are provided. Further, the control unit 3 reads a constant current set value from a storage unit 4 (to be described later) according to the detection result of the
記憶部4は、EEPROMやフラッシュメモリ等からなる不揮発性メモリからなり、周囲温度及び駆動時間と定電流の設定値の関係を示す電流調整データが少なくとも記憶されている。図3は、有機EL素子1の電流値と発光色との関係を示す図である。有機EL素子1は、図3に示すように供給する電流値を変更することによって発光色を変化させることができる。すなわち前記電流調整データとしては、予め有機EL素子1と同一構成のサンプルから得られた周囲温度の変化及び駆動時間に対して発光色を維持するための最適な定電流の設定値が記憶されている。 The storage unit 4 is composed of a nonvolatile memory such as an EEPROM or a flash memory, and stores at least current adjustment data indicating the relationship between the ambient temperature, drive time, and constant current set value. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the current value of the organic EL element 1 and the emission color. The organic EL element 1 can change the emission color by changing the supplied current value as shown in FIG. That is, as the current adjustment data, the optimum constant current setting value for maintaining the emission color with respect to the change in ambient temperature and the driving time obtained from the sample having the same configuration as the organic EL element 1 is stored in advance. Yes.
電流設定手段5は、例えばコンパレータと抵抗可変手段とから主に構成されるものであり、制御手段3からの制御信号に応じて抵抗値を可変することで定電流の設定値を変更し、PWM制御信号に基づいて所定のデューティー比で有機EL素子1に定電流を供給するものである。 The current setting means 5 is mainly composed of, for example, a comparator and a resistance variable means, and changes the set value of the constant current by changing the resistance value in accordance with the control signal from the control means 3, and the PWM A constant current is supplied to the organic EL element 1 at a predetermined duty ratio based on the control signal.
次に、制御手段3による有機EL素子1の駆動方法について説明する。 Next, a method for driving the organic EL element 1 by the control means 3 will be described.
図4は、有機EL素子1の周囲温度及び駆動時間と発光色との関係を示す図である。有機EL素子1は、図4(a)に示すように周囲温度によってCIE色度座標におけるx値及びy値が変化し、発光色が変わる。また、有機EL素子1は、図4(b)に示すように駆動時間によってもCIE色度座標におけるx値及びy値が変化し、発光色が変わる。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the ambient temperature and drive time of the organic EL element 1 and the emission color. In the organic EL element 1, as shown in FIG. 4A, the x value and y value in the CIE chromaticity coordinates change depending on the ambient temperature, and the emission color changes. In addition, as shown in FIG. 4B, the organic EL element 1 changes the x- and y-values in the CIE chromaticity coordinates depending on the driving time, and the emission color changes.
制御手段3は、温度センサ2a及びタイマ2bの検出結果に基づいて周囲温度及び駆動時間を算出し、その周囲温度及び駆動時間に応じて記憶部4から定電流の最適な設定値を読み出して設定値を決定する。さらに、決定された設定値に応じて有機EL素子1の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を決定する。すなわち、有機EL素子1の発光輝度は単位時間あたりの電流量によって決定されるため、電流値(設定値)の変更に応じてデューティー比を変更して単位時間あたりの電流量を維持することで有機EL素子1の発光輝度を維持することができる。図5は、有機EL素子1の駆動波形の一例を示す図である。図5(a)はデューティー比100%で有機EL素子1を駆動させる場合を示している。なお、波高値aは供給される電流値によって定まるものである。また、単位時間tあたりの電流量は駆動波形の面積(波高値×駆動波形のオン時間)から求められる。駆動波形の波高値を波高値aの2倍の波高値bとする場合(すなわち定電流の設定値を2倍に変更する場合)は、図5(b)に示すように、電流供給のデューティー比を50%とすることで単位時間tあたりの電流量を前記設定値の変更前と同一とすることができ、発光輝度を維持することができる。なお、有機EL素子は周囲温度及び駆動時間に応じて発光輝度も変化する特性を有するため、デューティー比の変更は発光輝度特性を考慮して決定するとさらに好適である。
The control means 3 calculates the ambient temperature and driving time based on the detection results of the
本実施形態によれば、周囲温度及び駆動時間の変化による有機EL素子1の発光色の変化をその駆動方法によって抑制することが可能となる。したがって、従来のように有機EL素子の有機層を改善する方法に比べて歩留まりの低下や製造の煩雑化といったことを生じさせずに発明の効果を奏することができる。図6は、本実施形態における駆動方法で有機EL素子1を駆動させた場合の周囲温度及び駆動時間に対する有機EL素子1の発光色の変化を示す図である。図6に示すように、周囲温度及び駆動時間の変化に対してCIE色度座標におけるx値及びy値の変化がともに抑制されており、本発明が十分な効果を奏することは明らかである。 According to this embodiment, it becomes possible to suppress the change in the emission color of the organic EL element 1 due to the change in the ambient temperature and the driving time by the driving method. Therefore, the effects of the present invention can be achieved without causing a reduction in yield and complication of production as compared with the conventional method of improving the organic layer of the organic EL element. FIG. 6 is a diagram illustrating a change in emission color of the organic EL element 1 with respect to the ambient temperature and the driving time when the organic EL element 1 is driven by the driving method according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, it is obvious that both the x value and the y value in the CIE chromaticity coordinates are suppressed with respect to changes in the ambient temperature and driving time, and the present invention has a sufficient effect.
1 有機EL素子
2 状態検出手段
2a 温度センサ
2b タイマ
3 制御手段
4 記憶部
5 電流設定手段
11 支持基板
12 第一電極
13 有機層
14 第二電極
15 封止部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかを検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記有機EL素子の発光色を維持するべく前記定電流の設定値を変更し、前記設定値に応じて前記有機EL素子の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を変更する制御手段と、を備えてなることを特徴とする有機EL素子の駆動装置。 A drive device for an organic EL element that supplies a constant current at a predetermined duty ratio,
State detecting means for detecting at least one of driving time and ambient temperature;
Based on the detection result of the state detection means, the set value of the constant current is changed to maintain the emission color of the organic EL element, and the current is supplied to maintain the emission luminance of the organic EL element according to the set value. And a control means for changing the duty ratio of the organic EL element.
前記制御手段は、前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記電流調整データから前記設定値を読み出すことを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子の駆動装置。 A storage unit that stores current adjustment data indicating a relationship between at least one of driving time or ambient temperature and the set value;
2. The organic EL element driving apparatus according to claim 1, wherein the control unit reads the set value from the current adjustment data based on a detection result of the state detection unit.
駆動時間あるいは周囲温度の少なくともいずれかを検出する状態検出手段の検出結果に基づいて前記有機EL素子の発光色を維持するべく前記定電流の設定値を変更し、
前記設定値に応じて前記有機EL素子の発光輝度を維持するべく電流供給のデューティー比を変更することを特徴とする有機EL素子の駆動方法。 A driving method of an organic EL element that supplies a constant current at a predetermined duty ratio,
Changing the set value of the constant current to maintain the emission color of the organic EL element based on the detection result of the state detection means for detecting at least one of the driving time or the ambient temperature,
A driving method of an organic EL element, wherein a duty ratio of current supply is changed in order to maintain light emission luminance of the organic EL element according to the set value.
前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記電流調整データから前記設定値を読み出すことを特徴とする請求項4に記載の有機EL素子の駆動方法。 Current adjustment data indicating a relationship between at least one of driving time or ambient temperature and the set value is stored in the storage unit;
The organic EL element driving method according to claim 4, wherein the set value is read from the current adjustment data based on a detection result of the state detection unit.
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