JPH07134558A

JPH07134558A - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置

Info

Publication number: JPH07134558A
Application number: JP5302375A
Authority: JP
Inventors: Masahide Matsuura; 正英松浦; Tadashi Kusumoto; 正楠本
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1993-11-08
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の有機ＥＬ素子が高輝度かつ均一に発光
し、高精細に表示可能な有機エレクトロルミネッセンス
表示装置を提供する。【構成】ストライプ状に配置された複数の陽極と複数
の陰極とが互に交差するように二次元配列され、周波数
３０Ｈz以上のパルス電圧又は電流印加に対し、１パル
ス当たりの最高輝度が２００００ｃｄ／ｍ²以上である
複数の有機エレクトロルミネッセンス素子１を有する構
成としてある。そして、駆動系として、表示パターン信
号Ｓ１を入力してパルス電圧又は電流を有機エレクトロ
ルミネッセンス素子１に印加する電圧供給手段又は電流
供給手段１０と、陰極に接続され、表示パターン信号Ｓ
１と同期してスイッチング動作を行うスイッチング手段
３０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機エレクトロルミネ
ッセンス素子を用いた有機エレクトロルミネッセンス表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロルミネッセンス素子（以下、
ＥＬ素子という）は、自己発光という特徴を有すことか
ら視認性が高く、また、完全固体素子であることから耐
衝撃性に優れている。このため、現在、無機，有機化合
物を用いたさまざまなＥＬ素子が提案され、実用化への
研究が進められている。これらＥＬ素子のうち、特に、
有機ＥＬ素子は印加電圧を大幅に低下させることができ
ることから、有機ＥＬ素子に関する各種材料及び素子の
研究開発が進められ、表示装置への適用が図られてい
る。そして、有機ＥＬ素子に表示装置に関する研究開発
にともない、その表示装置の駆動系についての研究も行
なわれており、特開平２−１４８６８７号公報に有機Ｅ
Ｌ表示装置及びその駆動系についての技術が記載されて
いる。しかしながら、この有機ＥＬ表示装置及びその駆
動系は、一つの有機ＥＬ素子、すなわち一つの画素に対
する駆動技術にとどまってしまっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、表示装置に
おいて、見かけ上連続的に表示パターンを変えていく
と、肉眼は、その時間における平均した発光輝度
（〈Ｌ〉）及び発光パターンを視認することとなる。す
なわち、〈Ｌ〉＝∫Ｌ（ｔ）ｄｔ／∫ｄｔを確認することとなる。ここで、Ｌ（ｔ）は時間と共に
変化する輝度の関数である。一方、特開平２−１４８６
８７号を含め、これまで開示されている技術には、表示
装置における時間平均輝度に着目した内容のものはなか
った。そこで、本発明者等はこの点に着目した。本発明
は、このような従来の技術が有する課題を解決するため
に提案されたもので、周波数３０Ｈz以上のパルス電圧
又は電流印加に対し、１パルス当たりの最高輝度を２０
０００ｃｄ／ｍ²以上とすることにより、時間平均輝度
を一定以上の大きさとして、複数の有機ＥＬ素子が高輝
度かつ均一に発光し、高精細な表示を行なえるようにし
た有機エレクトロルミネッセンス表示装置の提供を目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置
は、ストライプ状に配置された複数の陽極と複数の陰極
とが互に交差するように二次元配列され、周波数３０Ｈ
z以上のパルス電圧又は電流印加に対し１パルス当たり
の最高輝度が２００００ｃｄ／ｍ²以上である複数の有
機エレクトロルミネッセンス素子で構成してある。ま
た、請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス表示
装置は、上記陽極に接続され、表示パターン信号を入力
して上記パルス電圧又は電流を上記有機エレクトロルミ
ネッセンス素子に印加する電圧供給手段又は電流供給手
段と、上記陰極に接続され、上記表示パターン信号と同
期してスイッチング動作を行うスイッチング手段とを備
える駆動系を設けた構成としてある。

【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。図１は、
本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置を示す
ブロック図である。複数の有機ＥＬ素子１は、例えばガ
ラス板、透明プラスチック板、石英板等からなる基板２
上に形成される。また、有機ＥＬ素子１の陽極３又は陰
極４を構成する電極材料としては、金、アルミニウム、
インジウム、マグネシウム、銅等の金属、これら金属の
合金又は混合物、特開昭６３−２９５６９５号公報記載
の合金、混合物電極、あるいはＩＴＯ（インジウムチン
オキサイド；酸化インジウムと酸化錫の混合酸化物）、
ＳｎＯ₂（酸化第二錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透明
電極材料等が用いられる。この場合、陽極３には仕事関
数の大きな金属又は電気導電性化合物を用いるのが好ま
しく、陰極４には仕事関数の小さな金属又は電気導電性
化合物を用いるのが好ましい。これらの電極３，４の少
なくとも一方は、透光性を得るために透明又は半透明電
極とする。また、電極３，４の厚さは１０ｎｍ〜１μｍ
とし、特に光透過率を高める観点から２００ｎｍ以下の
厚さとするのがよい。電極３，４は、蒸着法やスパッタ
リング法等の公知の方法によって形成することができ
る。

【０００６】素子を構成する有機単層部又は有機多層部
は、少なくとも有機化合物からなる発光材料を含有する
発光層を有し、構成態様としては、発光層のみからなる
もの（有機単層部）、発光層と正孔注入層とからなるも
の、電子輸送層と発光層とからなるもの、電子輸送層と
発光層と正孔注入層とからなるもの、接着層と発光層と
正孔注入層とからなるもの（特開平４−３３２７８７号
公報記載）、これらの機能を有する材料を混合したも
の、あるいは高分子に分散したもの等（有機多層部）を
挙げることができる。なお、積層構成の場合、この有機
多層部の構成順序は電極の極性により逆になってもよ
い。また、輸送層、注入層は無機半導体であってもよ
い。

【０００７】発光層は、注入機能、輸送機能及び発光機
能を有している。ここで、注入機能とは電界印加時に陽
極３又は正孔注入層から正孔を注入可能とする機能であ
り、陰極４又は電子注入層から電子を注入可能とする機
能である。また、輸送機能とは正孔及び電子を電界の力
で輸送（移動）させる機能である。さらに、発光機能と
は正孔と電子の再結合の場を提供して、発光させる機能
である。

【０００８】この場合、正孔注入性と電子注入性の能力
に違いがあってもよい。発光層の厚さは、５ｎｍ〜５μ
ｍの範囲とするのが好ましい。正孔注入層と電子注入層
は必ずしも設ける必要はないが、発光性能の向上のため
には設けるのが望ましい。この正孔注入層は、より低い
電界で正孔を発光層中に輸送する材料で形成されてい
る。ここで、正孔の移動度は、１０⁴〜１０⁶v／cmの電
界のもとで、少なくとも１０^-6cm²／v・secの値を有す
るのが望ましい。また、電子注入層は、より低い電界で
電子を発光層に輸送する材料で形成される。

【０００９】なお、このような構成からなる有機ＥＬ素
子１の作製方法は特に制限されるものではなく、蒸着法
を用いれば、この蒸着法だけによって有機ＥＬ素子１を
作製することができ、設備を簡略化できる点や生産時間
を短縮できる点が有利である。

【００１０】また、この有機ＥＬ素子１は陽極３と陰極
４間に電圧を印加して、エージングを行ったものであっ
てもよい。ここで、エージングとは、電圧を印加するこ
とで、リーク電流を発生する領域を除去すると共に、有
機ＥＬ素子１内に溜まった正孔や電子を除去する処理を
いう（特開平４−１４７９４号公報を参照）。これによ
り、有機ＥＬ素子１の安定動作が図れる。本発明に用い
られる有機ＥＬ素子１は、必ずしもこのエージングを行
ったものである必要がないが、有機ＥＬ素子１の動作安
定性の観点からはエージングを行うのが望ましい。

【００１１】上記構成からなる有機ＥＬ素子１によっ
て、周波数３０Ｈz以上のパルス電圧（あるいは電流）
を印加し、１パルス当たりの最高輝度が２００００cd／
m2以上の性能を有する組合わせ素子を作製する。この１
パルス当たりの輝度測定は、有機ＥＬ素子１に対し、周
波数３０Ｈz以上のパルス電圧（あるいは電流）を印加
し、そのデューティー（Ｄ％）を変化させる。デューテ
ィーとしては、０．００１％〜１５％が好ましく、表示
装置としての目的、つまりストライプの数に反比例する
ように性能評価を加えていく。ここで、有機ＥＬ素子１
の発光を輝度計やフォトマルチチャンネルディテター等
により、１秒以上の時間平均発光輝度の測定を行う。１
パルス当たりの輝度は、（１パルス当たりの輝度）＝（測定した時間平均輝度）
×（１００／Ｄ）により決定される。

【００１２】以上のように選定した有機ＥＬ素子１を、
ストライプ状にパターニングされた陽極ライン３と陰極
ライン４とが交差する位置に、二次元的に複数配設する
ことにより表示部８とする。そして、この表示部８の陽
極３側に電流（電圧）供給手段としての電流（電圧）供
給源（以下、単に電流供給源という）１０を配し、陰極
４側にスイッチング手段としてのスイッチング回路３０
を接続して、駆動系を構成する。電流供給源１０は、一
本の陽極ライン３に対して一系統配している。さらに、
スイッチング回路３０も一本の陰極ライン４に対して一
系統配している。これら電流供給源１０及びスイッチン
グ回路３０は、制御論理回路４０と接続している。この
制御論理回路４０から、周知の方法により、電流供給源
１０に対して、表示パターン信号Ｓ１が送られ、それと
同期してスイッチング回路３０を動作させる同期信号Ｓ
２がスイッチング回路３０に送られる。これら電流供給
源１０及びスイッチング回路３０は、この表示パターン
信号Ｓ１又は同期信号Ｓ２に対して、１ミリ秒以下で動
作する回路であれば特に限定されるものではない。

【００１３】なお、有機ＥＬ素子１の最高輝度として、
２００００cd／m²を基準にしたのは、実用的に定常的な
輝度としての最低値は２０cd／m²であるが、ライン１０
００本の高精細なパネルの場合には、デューティーが
０．１％になるからである。デューティーに関しては、
点滅に対する耐久性からこの領域が好ましい。また、周
波数を３０Ｈz以上としたのは、この周波数以上であれ
ば、肉眼では見かけ上連続発光しているように視認され
るからである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明による実施例について説明す
る。図２は、本実施例に適用される基板の平面図であ
り、図４は電流供給源の回路図であり、図５は電流出力
制御回路の回路図であり、図６はスイッチング回路の回
路図である。なお、図１の要素と同一要素については同
一の符号を付して説明する。本実施例の有機エレクトロ
ルミネッセンス表示装置も図１に示したものとほぼ同一
構成になっている。

【００１５】表示部８の基板２としては、図２に示すよ
うに、７５ｍｍ方形で、ストライプ幅３ｍｍ、ストライ
プギャップ１ｍｍのＩＴＯ付ガラス基板（（株）ミクロ
技術研究所製）を用いている。この基板２から次のよう
にして、表示部８が作成されている。すなわち、基板２
をイソプロピルアルコール中にて５分間、さらに純水中
にて５分間超音波洗浄を行い、次いで、ＵＶオゾン洗浄
を（株）サムコインターナショウナル研究所製の装置に
て１０分間行った。この透明支持基板を市販の蒸着装置
（日本真空技術（株）製）の基板ホルダーに固定し、モ
リブデン製抵抗加熱ボートに４，４´，４´−トリス−
〔Ｎ−フエニル−Ｎ−（ｍ−トリル）−４アミノ〕トリ
フエニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）を３００ｍｇ入れ、さ
らに、モリブデン製の抵抗加熱ボートにＮ，Ｎ´−ビス
（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ´−ジフエニル〔１，１´−
ビフエニル〕−４，４´−ジアミン（ＮＰＤ）を２００
ｍｇ入れた。また、違うモリブデン製ボートに４，４´
−ビス（２，２´−ジフエニルビニル）ビフエニル（Ｄ
ＰＶＢｉ）を２００ｍｇ入れて真空槽を１×１０^-4Ｐａ
まで減圧した。

【００１６】そして、まず、ＭＴＤＡＴＡ入りのボート
を２５０〜２６０℃まで加熱し、ＭＴＤＡＴＡを蒸着速
度０．３〜０．５ｎｍ／ｓで透明支持基板上に蒸着し
て、膜厚１５０ｎｍの層を作り、これを正孔注入層の第
一層とした。その後、ＮＰＤ入りの上記ボートを２３０
〜２５０℃まで加熱し、ＮＰＤを蒸着速度０．１〜０．
３ｎｍ／ｓでこの上に蒸着して、膜厚を２０ｎｍの正孔
注入層の第二層を製膜させた。このときの基板温度は室
温であった。これを真空槽より取り出すことなく、正孔
注入層の上に、もう一つのボートよりＤＰＶＢｉを発光
層として４０ｎｍ積層蒸着した。蒸着条件としては、ボ
ート温度が２４０℃であり、蒸着速度が０．１〜０．３
ｎｍ／ｓ、基板温度が室温であった。これを真空槽より
取り出し、上記発光層の上にステンレススチール製のＩ
ＴＯ電極３に直交するようなストライプ状の電極４を形
成するようにパターニングマスクを設置し、再び基板ホ
ルダーに固定した。

【００１７】次に、モリブデン製ボートにビス（８−キ
ノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ₂）を２００ｍｇ入れて真空
槽に装着した。さらに、モリブデン製の抵抗加熱ボート
にマグネシウムリボンを１ｇ入れ、また、違うタングス
テン製のバスケットに銀ワイヤーを５００ｍｇ入れ蒸着
した。その後、真空槽を１×１０^-4Ｐａまで減圧してか
ら、下記化学式からなるＺｎｑ₂の入ったボートを３０
０℃まで加熱し、下記化学式からなるＺｎｑ₂を０．０
１〜０．０３ｎｍ／ｓの蒸着速度で蒸着した。さらに、
銀を０．１ｎｍ／sの蒸着速度で同時に抵抗加熱法によ
り、もう一方のモリブデンボートからマグネシウムを
１．４ｎｍ／ｓの蒸着速度で蒸着し始めた。上記条件で
マグネシウムと銀の混合金属電極を発光層の上に１５０
ｎｍの厚さで積層蒸着し、対向電極４とした。このよう
にして、陽極ライン３と陰極ライン４との交差部に二次
元配列された複数の有機ＥＬ素子１を形成した。

【００１８】

【化１】

【００１９】このように作製された表示部８の一つの有
機ＥＬ素子１、すなわち１画素に対してパルスジェネレ
ーターを接続し、画素を発光させたところ、デューティ
ー１％時で、いずれの画素でも図３に示すような極めて
安定な発光を行った。

【００２０】この表示部８に、図１に示した駆動系とし
ての電流供給源１０、スイッチング回路３０、及び制御
論理回路４０が設けられ、陽極３（ＩＴＯ），陰極４
（Ｍｇ；Ａｇ電極）に対して、リード線が図１のように
配されている。電流供給源１０は、一本の陽極ライン３
に対して一系統配されており、その構造は、図４に示す
ようになっている。すなわち、トランジスター１１のベ
ース側が制御論理回路４０に接続され、エミッター側が
抵抗１２を介して電圧＋Ｖの基準電源に接続され、コレ
クター側が有機ＥＬ素子１の陽極ライン３に接続されて
いる。また、ベースには、抵抗１３を介して電流出力制
御回路２０が接続されている。

【００２１】この電流出力制御回路２０は、図５に示す
ように、エミッター側がトランジスター１１のエミッタ
ー側に接続されると共に、コレクター側が抵抗２２を介
して接地されたトランジスター２１と、このトランジス
ター２１のベース側にエミッター側が接続され、コレク
ター側が接地された状態で、ベース側が、接地抵抗２５
を有する輝度調節用の可変抵抗２３に接続されたトラン
ジスター２４とを有している。そして、トランジスター
２４のエミッター側と可変抵抗２３の一方側とが抵抗２
６，２７を介して、電圧＋Ｖの基準電源に接続されてい
る。このような構成からなる電流供給源１０によれば、
表示パターン信号Ｓ１が制御論理回路４０から電流供給
源１０に入力されると、表示パターン信号Ｓ１によっ
て、トランジスター１１が動作し、周波数３０Ｈz以上
の電流Ｓ３が有機ＥＬ素子１に印加される。

【００２２】一方、スイッチング回路３０も、一本の陰
極ライン４に対して一系統配されており、その構成は、
図６に示すようになっている。すなわち、ＦＥＴ（電界
効果トランジスター）３１のゲート側が制御論理回路４
０に接続され、出力側が有機ＥＬ素子１の陰極ライン４
に接続されており、かかる構成により、表示パターン信
号Ｓ１と同期して、各ラインの有機ＥＬ素子１のスイッ
チング動作を行なう。

【００２３】制御論理回路４０は、周知の方法により、
電流供給源１０に対して表示パターン信号Ｓ１を送り、
表示パターン信号Ｓ１と同期してスイッチング回路３０
を動作させる同期信号Ｓ２をスイッチング回路３０に送
る機能を有している。かかる有機エレクトロルミネッセ
ンス表示装置において、制御論理回路４０に対し、コン
ピューターより、可変抵抗２３で輝度調節しながら表示
パターン信号Ｓ１を転送して、表示部８の画素を発光さ
せた。すると、表示部８は良好な表示パターンを示し
た。すなわち、有機ＥＬ素子１の最高輝度が１パルス当
たり２００００ｃｄ／ｍ²以上となった。なお、本実施
例では、電流供給手段としての電流供給源１０を用いた
が、電圧供給手段としての電圧供給源を用いて、有機Ｅ
Ｌ素子１を印加するようにしても良いことは勿論であ
る。

【００２４】次に、電流供給源とスイッチング回路の第
一変形例について説明する。図７は、電流供給源の第一
変形例を示す回路図であり、図８はスイッチング回路の
第一変形例を示す回路図である。図７において、電流供
給源５０は、ベース側が制御論理回路４０に接続される
と共に、抵抗５２を介して電圧＋Ｖ_Sの基準電源に接続
され、エミッター側が接地されたトランジスター５１
と、このトランジスター５１のコレクター側に抵抗５３
を介してベース側が接続されたトランジスター５４と、
ベース側がこのトランジスター５４のコレクター側に接
続されると共に、抵抗５６を介して上記電流出力制御回
路２０に接続されたトランジスター５５との三段構造に
なっている。そして、トランジスター５１のコレクター
側とトランジスター５４のベース及びエミッター側とト
ランジスター５５のエミッター側とが、抵抗５７，５８
を介して電圧＋Ｖの基準電源に接続され、トランジスタ
ー５５のコレクター側が有機ＥＬ素子１の陽極ライン３
に接続されている。

【００２５】また、図８に示すように、スイッチング回
路６０は、ベース側が抵抗６２を介して制御論理回路４
０に接続されたトランジスター６１と、ベース側がこの
トランジスター６１のコレクター側と抵抗６３を介して
接続され、コレクター側が陰極ライン４に接続されたト
ランジスター６４とを有している。そして、トランジス
ター６１のベース側とエミッター側とが抵抗６５を介し
て電圧＋Ｖ_Sの基準電源に接続され、トランジスター６
４のベース側とエミッター側とが抵抗６６を介して電圧
−Ｖの基準電源に接続されている。

【００２６】次に、電流供給源とスイッチング回路の第
二変形例について説明する。図９は、電流供給源の第二
変形例を示す回路図であり、図１０はスイッチング回路
の第二変形例を示す回路図である。図９における電流供
給源７０は、図７に示した電流供給源５０と同様に、ト
ランジスター５１，５４，５５と、抵抗５２，５３，５
６〜５８とを有している。そして、この電流供給源５０
では、さらに、トランジスター５１のコレクターとトラ
ンジスター５４のベース間に、トランジスター５１側に
のみ通電可能なダイオード７１が接続され、トランジス
ター５４のコレクターと電流出力制御回路２０との間
に、電流出力制御回路２０側にのみ通電可能なダイオー
ド７２が接続され、トランジスター５５にコレクター側
からエミッター側への通電のみを可能にするダイオード
７３が接続されている。また、図１０に示すように、ス
イッチング回路８０も、図８に示したスイッチング回路
６０と同様に、トランジスター６１，６４と、抵抗６
２．６３，６５，６６とを有しているが、さらに、トラ
ンジスター６４に、エミッター側からコレクター側への
通電のみを可能にするダイオード８１が接続されてい
る。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の有機エレクトロル
ミネッセンス表示装置によれば、ストライプ状の陽極と
陰極とが互に交差するように複数の有機エレクトロルミ
ネッセンス素子が二次元配列され、その最高輝度が周波
数３０Ｈz以上のパルス電圧又は電流印加に対し１パル
ス当たりの２００００ｃｄ／ｍ²以上に設定されている
ので、複数の有機ＥＬ素子を高輝度かつ均一に発光させ
ることができると共に、高精細に表示させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装
置を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例に適用される基板の平面図であ
る。

【図３】駆動電圧と輝度と１パルス当たりの輝度とを示
す表図である。

【図４】電流供給源の回路図である。

【図５】電流出力制御回路の回路図である。

【図６】スイッチング回路の回路図である。

【図７】電流供給源の第一変形例を示す回路図である。

【図８】スイッチング回路の第一変形例を示す回路図で
ある。

【図９】電流供給源の第二変形例を示す回路図である。

【図１０】スイッチング回路の第二変形例を示す回路図
である。

【符号の説明】

１有機ＥＬ素子２基板３陽極（ライン）４陰極（ライン）８表示部１０電流供給源３０スイッチング回路４０制御論理回路Ｓ１表示パターン信号Ｓ２同期信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ストライプ状に配置された複数の陽極と
複数の陰極とが互に交差するように二次元配列され、周
波数３０Ｈz以上のパルス電圧又は電流印加に対し、１
パルス当たりの最高輝度が２００００ｃｄ／ｍ²以上で
ある複数の有機エレクトロルミネッセンス素子で構成し
たことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示
装置。
【請求項２】上記陽極に接続され、表示パターン信号
を入力して上記パルス電圧又は電流を上記有機エレクト
ロルミネッセンス素子に印加する電圧供給手段又は電流
供給手段と、上記陰極に接続され、上記表示パターン信
号と同期してスイッチング動作を行うスイッチング手段
とを備える駆動系を設けた請求項１記載の有機エレクト
ロルミネッセンス表示装置。