JP3941089B2

JP3941089B2 - 有機エレクトロルミネセンス素子の駆動回路

Info

Publication number: JP3941089B2
Application number: JP27382799A
Authority: JP
Inventors: 淳一丸山
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2019-09-28
Also published as: JP2001093663A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネセンス素子の駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４で示すように、透明基板１１上に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明導電材料からなる陽極１２，ひとつ以上の層で構成される有機層（少なくとも有機発光層の単層構造、あるいは、陽極側から正孔注入層，正孔輸送層及び電子輸送層等の何れかを有機発光層と共に積層形成した多層構造から成る）１３及びアルミニュウム（Ａｌ）等の金属導電材料からなる陰極１４を少なくとも有する有機エレクトロルミネセンス素子１０は、例えば特公平６−３２３０７号公報で開示されている。
【０００３】
斯かる有機エレクトロルミネセンス素子１０は、陽極１２と陰極１４との形状により所定のパターンで発光可能となるもので、陽極１２と陰極１４との間に数ボルト〜数十ボルトの直流電圧を印加することにより、有機層１３からの前記パターンに応じた発光を透明基板１１を通して見ることができ、薄膜型や分散型のエレクトロルミネセンス素子と比較して、直流電源による低電圧駆動が可能となる利点を有する。
【０００４】
陽極１２又は陰極１４の一方を、表示する形状に応じた複数の表示画素電極（セグメント）として分割形成し、他方を共通電極（コモン）として、両電極間に電源を接続することにより選択発光させる所謂セグメント型表示の有機エレクトロルミネセンス素子は、例えば特開平９−１０６８８７号公報で開示されており、好みの表示形状を得やすいという利点を有している。図５では、陽極１２をセグメントSeg１〜Seg７と
し、陰極１４をコモンComとしている。また、Vccは直流電源、２０は直流電源Vccからの電力を各セグメントSeg１〜Seg７へ供給する定電流回路、２１は定電流回路２０からの電流を各セグメントSeg１〜Seg７へ供給又は停止（オン又はオフ）するスイッチ回路であり、定電流回路２０には、セグメントSeg１〜Seg７の面積に応じて各セグメントSeg１〜Seg７における電流密度の差が一定の範囲に入るように個別に電流値を設定する定電流部２０ａ〜２０ｇが含まれ、表示選択用スイッチ回路２１には、定電流部２０ａ〜２０ｇとセグメントSeg１〜Seg７との間に位置するスイッチ２１ａ〜２１ｇを含む。
【０００５】
有機エレクトロルミネセンス素子１０では、コモンComは外部の直流電源Vccとの接続用配線を１本と、セグメントSeg１〜Seg７の個数だけ配線用電極を用意し、各セグメントSeg１〜Seg７に設けたスイッチ２１ａ〜２１ｇによる電源供給制御により、所望の表示を実現することができる。
【０００６】
図５で示した回路構成は、図６で示す等価回路で置き換えることができる。すなわち、有機エレクトロルミネセンス素子１０と定電流回路２０とは、有機エレクトロルミネセンス素子１０のバルク抵抗ＲＢ，リーク抵抗ＲＬ及び素子容量Ｃ１、陽極１２及び陰極１４の接続抵抗Ｒ１、陽極１２の配線抵抗Ｒ２、陰極１４の配線抵抗Ｒ３及び配線容量Ｃ２を有すると考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
有機エレクトロルミネセンス素子１０では、図６で示した素子容量Ｃ１や配線容量Ｃ２、特に素子容量Ｃ１の容量性要因により、長時間印加される同一方向の電界（電流）による分極が発生し、この分極が回復しなくなることによって有機エレクトロルミネセンス素子１０の発光輝度が低下して寿命が短くなることが知られているが、これを解決するものとして、前述のような所謂スタティック駆動回路時における長寿命化のためのリフレッシュ（機能回復）技術が考えられている。
【０００８】
例えば、特開平４−３０８６８７号公報（先行文献１）には、間歇的に２０ミリ秒以下の間隔で発光電界と逆方向の電圧（逆電圧）を印加するもの、特開平６−１３１８号公報（先行文献２）には、駆動電圧と逆電圧又はゼロ電圧を交互に所定周波数で印加するもの、特開平９−２９３５８８号公報（先行文献３）には、最初に発光する前に逆電圧を印加する回路構成が夫々開示されているが、先行文献１では、２０ミリ秒以下という時間の制約を受けるため十分なリフレッシュ効果が得られない可能性があり、先行文献２では、駆動電圧と逆電圧又はゼロ電圧を必ず所定周波数で交互に印加する必要があるため駆動方法が複雑となり、先行文献３では、逆電圧の印加によるちらつきを認識させないような短い時間で逆電圧を印加する必要性から先行文献１と同様に場合によっては十分なリフレッシュ効果が得られない可能性があり、何れも実際の使用に際して改善の余地を残していた。
【０００９】
本発明は、斯かる問題に着目してなされたものであって、簡単な回路構成でありながら、有機エレクトロルミネセンス素子１０の長寿命化のためのリフレッシュ回路を実現することのできる駆動回路の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機エレクトロルミネセンス素子の駆動回路は、請求項１に記載の通り、透明基板上に透明導電材料からなる陽極、ひとつ以上の層で構成される有機層及び前記陽極と対向するように金属導電材料からなる陰極を少なくとも有し、前記陽極又は前記陰極の一方を表示する形状に応じた複数個のセグメントに分割形成すると共に他方をコモンとし、これらセグメントとコモンとの間に接続される直流電源を有し、この直流電源に基づき駆動電圧が印加される点灯時にその駆動電圧が印加された前記セグメント個所による発光により数字「０」〜「９」が必ず一定の周期で発生する有機エレクトロルミネセンス素子であって、前記駆動電圧及び前記駆動電圧が印加されない非点灯時である前記セグメントへ前記有機エレクトロルミネセンス素子の内部分極を中和させるための前記駆動電圧とは逆特性の電圧又はゼロ電位の電圧の少なくとも何れかである特性回復用電圧を印加する電源供給回路と、前記セグメント個所における内部分極を略均等に中和させるよう前記特性回復用電圧を印加するタイミングが非点灯時の最も少ない前記セグメントを基準としてそれ以外の前記セグメントでは短い時間となるように一定の周期で印加する制御回路と、を設ける。
【００１７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の構成によれば、セグメントSeg１〜Seg７とコモンComとの間に接続される直流電源Vccを有し、この直流電源Vccに基づき駆動電圧が印加される点灯時にその駆動電圧が印加されたセグメントSeg１〜Seg７個所による発光により数字「０」〜「９」が必ず一定の周期で発生する有機エレクトロルミネセンス素子１０であって、駆動電圧及び駆動電圧が印加されない非点灯時であるセグメントSeg１〜Seg７へ有機エレクトロルミネセンス素子１０の内部分極を中和させるための前記駆動電圧とは逆特性の電圧又はゼロ電位の電圧の少なくとも何れかである特性回復用電圧を印加する電源供給回路３０と、前記特性回復用電圧を印加するタイミングが非点灯時の最も少ない前記セグメントを基準としてそれ以外の前記セグメントでは短い時間となるように一定の周期で印加する制御回路４０とを設けることにより、有機エレクトロルミネセンス素子１０の寿命を延ばすことができる。特に、特性回復用電圧を印加するタイミングを、非点灯時が最も少ないセグメントSeg３を基準としてそれ以外のセグメントSeg１〜Seg２及びSeg４〜Seg７では短い時間となるように一定の周期で印加することにより、非点灯時に印加される特性回復用電圧も一定の周期で印加されることとなり、有機エレクトロルミネセンス素子１０の各セグメントSeg１〜Seg７個所における内部分極を略均等に中和させることができる。
【００２４】
【実施例】
本発明を、添付図面に示した実施例に基づき説明するが、従来の技術と同一若しくは相当個所には同一符号を付する。
【００２５】
図１は、陽極１２と陰極１４との形状を示しており、本実施例では、陽極１２を複数のセグメントに分割し、陰極１４を共通コモンとして選択発光させることにより、例えば数字の「０」〜「９」を表示することのできる所謂セグメント型表示の有機エレクトロルミネセンス素子１０としている。具体的に説明すると、陽極１２は、頂点から時計回りに順次位置する６個のセグメントSeg１〜Seg６及び中央に位置する１個のセグメントSeg７の合計７個のセグメントからなる日の字型に構成されている。
【００２６】
この各セグメントSeg１〜Seg７は、図２で示すように、直流電源Vccへつながる電源供給回路３０の各供給部３０ａ〜３０ｇと個々に接続されており、この電源供給回路３０を構成する各供給部３０ａ〜３０ｇには、後述する制御回路４０が接続されて、各セグメントSeg１〜Seg７への電源供給を制御するようになっている。
【００２７】
また、陰極１４は、陽極１２と対向する形状である１個のコモンComとなっており、図２で示すように、電気的にはアース側へ接続されている。
【００２８】
次に、図２の回路における動作について、図３のタイミング図を加えて説明する。
【００２９】
セグメントSeg１個所で発光を行わせる場合には、供給部３０ａより発光を行うに必要な駆動電圧を印加する。セグメントSeg２〜Seg７個所も同様である。従って、セグメントSeg１〜Seg７の発光により数字の「０」〜「９」を表示する場合、図３で示す発光を行うように制御回路４０が電源供給回路３０の各供給部３０ａ〜３０ｇを制御する。
【００３０】
ところで、セグメントSeg１〜Seg７は、数字「０」〜「９」の何れかで必ず発光しない（駆動されない）場合（非点灯時）がある。例えば、セグメントSeg１は、数字「１」「４」「６」の場合には駆動されず、非点灯時である。
【００３１】
本発明では、そのような非点灯時に、制御回路４０は、駆動電圧とは逆特性の電圧（逆電圧）又はゼロ電位の電圧（ゼロ電圧）からなる特性回復用電圧をセグメントSeg１〜Seg７へ印加するように、供給部３０ａ〜３０ｇを制御する。
【００３２】
例えば、数字「１」の場合には、非点灯時であるセグメントSeg１及びSeg４〜Seg７に対して供給部３０ａ及び供給部３０ｄ〜３０ｇから特性回復用電圧を印加するように、その他の点灯時であるセグメントSeg２，Seg３には供給部３０ｂ，３０ｃから駆動電圧を印加するように、制御部４０が制御する。
【００３３】
これにより、有機エレクトロルミネセンス素子１０の陽極１２と陰極１４とが、任意の時点において逆電位又は同電位となることから、素子容量Ｃ１の影響により有機エレクトロルミネセンス素子１０の内部に蓄積された電荷が放電されるので、これにより分極を回復することができ、有機エレクトロルミネセンス素子１０の長寿命化を実現することができる。
【００３４】
なお、セグメントSeg１〜Seg７は、非点灯時の発生回数にバラツキがあり、非点灯時の発生回数が最も多いのはセグメントSeg５の６回であって、最も少ないのはセグメントSeg３の１回である。このため、特性回復用電圧を印加するタイミングを、セグメントSeg３を基準としてセグメントSeg５で短い時間となるように制御回路４０で制御することにより、非点灯時に印加される特性回復用電圧も一定の周期で印加されることとなり、有機エレクトロルミネセンス素子１０の各セグメントSeg１〜Seg７個所における内部分極を略均等に中和させることができ、特性回復用電圧の印加は、非点灯時に必ず行う必要はない。
【００３５】
このように、電源供給回路３０の各供給部３０ａ〜３０ｇと制御回路４０が、有機エレクトロルミネセンス素子１０の内部分極を中和（キャンセル）させるリフレッシュ回路の働きを発揮して、有機エレクトロルミネセンス素子１０の長寿命化を実現することができ、セグメントSeg１〜Seg７の非点灯時を利用することで、発光表示に影響を及ぼさずに十分なリフレッシュ効果を得ることができる。
【００３６】
なお、本実施例では、７個のセグメントSeg１〜Seg７を日の字型に配置して数字「０」〜「９」を発光により表示する例を示したが、複数個のセグメントSeg１〜Segｎ（ｎは２以上の任意の整数）を用いて文字や記号などの任意の意匠を発光により表示する場合でも適用することができることは言うまでもない。
【００３７】
特に、前記実施例のように、７個のセグメントSeg１〜Seg７を日の字型に配置して数字「０」〜「９」を発光により表示することとした点灯及び非点灯が一定の割合で繰り返される構成であれば、非点灯時に印加される特性回復用電圧も一定の周期で印加されることになり、有機エレクトロルミネセンス素子１０の内部分極を中和させるには好適である。
【００３８】
また、この７個のセグメントSeg１〜Seg７を１組としたものを複数組並設することにより、有機エレクトロルミネセンス素子１０が例えば車両のオドメータやトリップメータとして利用でき、この場合には、走行距離の各桁には数字「０」〜「９」が必ず一定の周期で発生することから、非点灯時に印加される特性回復用電圧も一定の周期で印加されることとなり、有機エレクトロルミネセンス素子１０の内部分極を中和させることができる。
【００３９】
また、セグメントSeg１〜Seg７を陽極１２、Comを陰極１４で形成したが、反対に、セグメントSeg１〜Seg７を陰極１４、Comを陽極１２で形成しても良い。しかし、一般には、陽極１２をパターン形成する方が容易であることから、セグメントSeg１〜Seg７を陽極１２、Comを陰極１４で形成することが製造工程上は望ましい。
【００４０】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、有機エレクトロルミネセンス素子の内部分極を中和（キャンセル）させるための特性回復用電圧を印加することで、有機エレクトロルミネセンス素子の長寿命化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の電極形状を説明する斜視図。
【図２】同上実施例の回路図。
【図３】同上回路におけるタイミング図。
【図４】有機エレクトロルミネセンス素子の要部断面図。
【図５】従来の技術の回路図。
【図６】同上回路の等価回路図。
【符号の説明】
１０有機エレクトロルミネセンス素子
１２陽極
１４陰極
３０電源供給回路
３０ａ〜３０ｇ供給部
４０制御回路
Vcc 直流電源
Seg１〜Seg７セグメント
Com コモン

Claims

透明基板上に透明導電材料からなる陽極、ひとつ以上の層で構成される有機層及び前記陽極と対向するように金属導電材料からなる陰極を少なくとも有し、前記陽極又は前記陰極の一方を表示する形状に応じた複数個のセグメントに分割形成すると共に他方をコモンとし、これらセグメントとコモンとの間に接続される直流電源を有し、この直流電源に基づき駆動電圧が印加される点灯時にその駆動電圧が印加された前記セグメント個所による発光により数字「０」〜「９」が必ず一定の周期で発生する有機エレクトロルミネセンス素子であって、
前記駆動電圧及び前記駆動電圧が印加されない非点灯時である前記セグメントへ前記有機エレクトロルミネセンス素子の内部分極を中和させるための前記駆動電圧とは逆特性の電圧又はゼロ電位の電圧の少なくとも何れかである特性回復用電圧を印加する電源供給回路と、
前記セグメント個所における内部分極を略均等に中和させるよう前記特性回復用電圧を印加するタイミングが非点灯時の最も少ない前記セグメントを基準としてそれ以外の前記セグメントでは短い時間となるように一定の周期で印加する制御回路と、
を設けることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子の駆動回路。