KR20060127787A

KR20060127787A - 유기 전계 발광 소자를 이용한 발광 디바이스

Info

Publication number: KR20060127787A
Application number: KR1020060050350A
Authority: KR
Inventors: 도시키 이노우에
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2006-12-13
Also published as: CN1878437A; JP2006339122A; US20060273734A1; TW200706059A; EP1732361A2

Abstract

역방향 전압의 인가가 단순한 구조로 이루어지는 유기 전계발광 소자를 사용하는 발광 디바이스를 개시한다. 발광 디바이스는 전원, 유기 전계발광 소자, 및 커패시터를 구비할 수도 있다. 발광 디바이스가 온일 때, 전원은 유기 전계발광 소자에 순방향 전압을 인가하고 커패시터를 충전시킨다. 발광 디바이스가 오프일 때, 커패시터는 전원을 사용하지 않고 유기 전계발광 소자에 역방향 전압을 인가한다.

유기 전계발광 소자, 발광 디바이스

Description

유기 전계 발광 소자를 이용한 발광 디바이스{LIGHT-EMITTING DEVICE USING ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}

도 1은 제 1 실시형태에 따른 발광 디바이스 (12) 의 구조를 도시한 개략도.

도 2는 제 1 실시형태에 따른 스위치들 (20, 22 및 24) 의 상태의 변경을 도시한 도면.

도 3은 제 1 실시형태의 개조에 따른 발광 디바이스 (32) 의 구조를 도시한 개략도.

발명의 분야

본 발명은 유기 전계발광 소자 (이하 "유기 EL 소자"로 지칭함) 를 이용하는 발광 디바이스에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 유기 EL 소자가 광을 방출하지 않을 때 유기 EL 소자에 역방향 전압을 인가하는 발광 디바이스에 관한 것이다.

관련 기술의 설명

유기 EL 소자는 유기 발광층, 애노드 및 캐소드를 포함하는 발광소자이다. 유기 발광층은 애노드와 캐소드 사이에 개재된다. 유기 EL 소자로부터 방출된 광은 발광 임계 전압을 초과하는 전압을 인가함으로써 생성되어 애노드가 캐소드보다 높은 포텐셜에 도달하도록 한다 (즉, 순방향 전압을 인가한다). 그러한 전압이 인가되면, 전자 정공은 애노드로부터 유기 발광층으로 유입되고, 전자는 캐소드로부터 유기 발광층으로 유입된다. 이는 유기 발광층의 발광체를 여기시킴으로써 유기 EL 소자가 광을 방출한다.

유기 EL 소자는 고휘도, 저전력소비 및 빠른 응답속도로 광을 방출할 수 있으며 저전압 DC 전류로 동작할 수 있다. 따라서, 유기 EL 소자는 전자 디바이스의 디스플레이용 광원으로 사용되도록 기대된다.

그러나, 유기 EL 소자를 사용하는 발광 디바이스는 장기간의 사용 후 방출 강도가 감소하는 문제가 있다. 이러한 발광 강도의 감소는 유기 발광층의 계면 상의 트랩된 전하 (trapped charge) 의 축적에 의해 발생한다고 생각된다. 애노드가 캐소드보다 낮은 포텐셜에 도달하도록 유기 EL 소자에 전압을 인가하는 것 (즉, 역방향 전압을 인가하는 것) 은 상술한 축적된 전하로부터 발생하는 유기 EL 소자의 발광 강도의 감소에 대해 효과적이라고 공지되었다.

일본 공개 특허 출원 공보 제 3-110786 호에는 유기 EL 소자를 사용하는 발광 디바이스의 예가 개시되어 있다. 발광 디바이스는 유기 EL 소자에 역방향 전압을 인가하는 수단을 구비한다.

액정 디스플레이를 갖는 디바이스의 무게 감소와 디스플레이된 이미지의 개선을 위해, 추가로 중량의 감소와 사이즈 감소가 유기 EL 소자를 사용하는 발광 디 바이스에 대해 바람직하다. 발광 디바이스의 무게를 감소시키고 더욱 소형화하기 위해, 디바이스 구조가 더욱 단순화되어야 한다. 따라서, 유기 EL 소자로의 역방향 전압의 인가는 가능한 한 단순한 구조에서 이루어져야 한다.

일본 공개 특허 출원 공보 제 3-110786 호에 개시된 발광 디바이스는 발광 및 역방향 전압 인가 모두를 위한 개별 전원을 필요로 한다. 그러나, 이는 차례로 발광 디바이스의 구조를 복잡하게 하고 사이즈를 증가시킨다. 보다 간단한 구조로 역방향 전압의 인가를 가능하게 하는 발광 디바이스가 바람직하다.

본 발명의 요약

본 발명은 종래 기술의 상술한 문제를 해결하기 위한 것이며, 따라서 본 발명의 목적은 유기 EL 소자로의 역방향 전압의 인가가 간단한 구조로 달성되는 유기 EL 소자를 사용하는 발광 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에서, 발광 디바이스는 전원, 유기 EL 소자 및 커패시터를 구비한다. 발광 디바이스가 온일 때, 전원은 유기 EL에 순방향 전압을 인가하고 커패시터를 충전한다. 발광 디바이스가 오프일 때, 커패시터는 전원을 사용하지 않고 유기 EL 소자에 역방향 전압을 인가한다.

이 명세서에서, 유기 EL 소자의 애노드가 캐소드 보다 높은 포텐셜에 도달하도록 전압을 인가하는 것은 "순방향 전압의 인가" 라고 지칭되며, 애노드가 캐소드보다 낮은 포텐셜에 도달하도록 전압을 인가하는 것은 "역방향 전압의 인가" 라고 지칭된다.

발광 디바이스에서, 유기 EL 소자는 전원으로부터 공급된 전류에 기초해서 광을 방출한다. 그 때, 전류는 또한 커패시터에 공급되고, 커패시터는 전하를 축적한다.

그 후 발광 디바이스가 턴 오프되면, 축적된 전하를 갖는 커패시터는 전원을 사용하지 않고 유기 EL 소자에 역방향 전압을 공급하는데 사용된다. 따라서, 유기 EL 소자의 유기 발광층의 계면에 축적된 전하는 커패시터로 이동하고, 따라서 유기 EL 소자로부터 제거된다. 그러한 축적된 전하를 제거함으로써, 유기 EL 소자의 발광 강도의 감소를 억제할 수 있다.

본 발명의 발광 디바이스에서, 역방향 전압은 유기 EL 소자에 역방향 전압을 인가하는 개별 전원을 사용하지 않고 유기 EL 소자에 인가될 수 있다. 그러한 구조는 단순한 구조로 유기 EL 소자에 역방향 전압을 인가하는 발광 디바이스를 실현할 수 있게 한다.

발광 디바이스에서 정전류원이 전원으로 사용되는 것이 바람직하다.

발광 디바이스는 유기 전계발광 소자의 애노드가 커패시터의 제 1 단자에 접속된 제 1 상태와 유기 전계발광 소자의 애노드가 커패시터의 제 2 단자에 접속된 제 2 상태 사이에서 스위칭하는 제 1 스위치; 및 유기 전계발광 소자의 캐소드가 커패시터의 제 1 단자에 접속된 제 3 상태와 유기 전계발광 소자의 캐소드가 커패시터의 제 2 단자에 접속된 제 4 상태 사이에서 스위칭하는 제 2 스위치를 더 포함한다. 발광 디바이스가 온일 때, 제 1 스위치는 제 1 상태로 스위칭하고, 제 2 스위치는 제 4 상태로 스위칭한다. 한편, 발광 디바이스가 오프일 때, 제 1 스 위치는 제 2 상태로 스위칭하고, 제 2 스위치는 제 3 상태로 스위칭한다.

발광 디바이스에서, 커패시터의 하나의 단자 (즉, 커패시터의 제 1 단자) 는 광 방출 동안 유기 EL 소자의 애노드에 접속되고, 커패시터의 나머지 단자 (즉, 커패시터의 제 2 단자) 는 유기 EL 소자의 캐소드에 접속된다. 따라서, 유기 EL 소자 및 커패시터는 병렬 접속된다. 순방향 전압이 전원으로부터 유기 EL 소자에 인가될 때, 또한 동일한 전압이 커패시터에 인가된다.

그 후 발광 디바이스가 오프로 바뀌면, 유기 EL 소자의 애노드와 커패시터의 제 2 단자가 접속되고, 유기 EL 소자의 캐소드와 커패시터의 제 1 단자가 접속된다. 캐소드에 대해 애노드의 포텐셜을 낮추는 유기 EL 소자의 전압, 즉, 역방향 전압이 전원을 사용하지 않고 커패시터에 축적된 전하에 의해 인가된다.

상술한 구조의 발광 디바이스에 따르면, 두 개의 스위치만을 사용하는 단순한 구조는 커패시터로부터 유기 EL 소자로의 역방향 전압의 인가뿐만 아니라, 유기 EL 소자와 커패시터 사이의 병렬 접속을 실현할 수 있다. 따라서, 유기 EL 소자를 사용하는 발광 디바이스의 구조를 단순화할 수 있다.

상술한 발광 디바이스는 또한 펄스 구동에 의해 온 상태와 오프 상태 사이에서 반복적으로 바뀌는 것이 바람직하다.

발광 강도의 큰 감소를 억제하기 위해 발광 디바이스가 턴 오프될 때, 발광 디바이스가 펄스 구동되어 온 상태와 오프 상태 사이에서 반복적으로 바뀌면, 온 상태 동안 축적된 전하는 이후 즉시 제거될 수 있다. 상기 발광 디바이스에 따르면, 장기간의 사용 동안 발광 강도를 유지할 수 있는 발광 디바이스가 단순한 구 조로 실현될 수 있다.

이들 양태 및 특징들은 단독으로, 또는 개선된 발광 디바이스를 제조하기 위해 조합되어 사용될 수도 있다. 또한, 본 교시의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면과 청구범위와 함께 다음의 상세한 설명을 읽은 후에 쉽게 이해될 것이다. 물론, 본 명세서에 개시된 추가적인 특징 및 양태가 단독으로, 또는 상술한 양태 및 특징들과 조합되어 사용될 수도 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태를 설명한다. 이하, 도입부로서, 본 실시형태의 주요 특징을 열거한다.

(특징 1) 발광 디바이스는 정전류원, 유기 EL 소자, 커패시터, 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 구비하고,

정전류원의 포지티브 단자는 제 3 스위치를 통해 유기 EL 소자의 애노드에 접속되고,

정전류원의 네거티브 단자는 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되고,

커패시터의 제 1 단자는 제 1 스위치를 통해 유기 EL 소자의 애노드에 접속되고, 제 2 스위치를 통해 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되며,

커패시터의 제 2 단자는 제 1 스위치를 통해 유기 EL 소자의 애노드에 접속되고, 제 2 스위치를 통해 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되며,

제 1 스위치는 유기 EL 소자의 애노드와 커패시터의 제 1 단자 사이의 도전 상태와, 유기 EL 소자의 애노드와 커패시터의 제 2 단자 사이의 도전 상태 사이에 서 스위칭될 수 있으며,

제 2 스위치는 유기 EL 소자의 캐소드와 커패시터의 제 1 단자 사이의 도전 상태와, 유기 EL 소자의 캐소드와 커패시터의 제 2 단자 사이의 도전 상태 사이에서 스위칭 될 수 있으며,

제 3 스위치는 도전 상태와 절연 상태 사이에서 스위칭될 수 있다.

(제 1 실시형태) 본 발명의 일 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 발광 디바이스 (12) 는 정전류원 (14), 유기 EL 소자 (16) 및 커패시터 (18) 를 구비한다.

유기 EL 소자 (16) 는 유기 발광층, 애노드 (26) 및 캐소드 (28) 를 구비한다. 유기 발광층은 애노드 (26) 와 캐소드 (28) 사이에 개재된다.

유기 EL 소자 (16) 는 예를 들어, 기판상에 애노드 (26), 유기 발광층 및 캐소드 (28) 를 형성함으로써 구성될 수도 있다. 본 실시형태에서, 유기 EL 소자 (16) 는 유기 발광층으로부터 방출된 광이 기판측으로부터 추출되는 하부 발광 타입으로 형성된다.

기판은 유기 EL 소자 (16) 를 지지하기 위한 판형 부재이고, 추출된 광에 대해 높은 투과 팩터를 나타내는 투명 기판이 기판으로서 사용된다. 예를 들어, 가시광 영역에서 높은 투과 팩터를 나타내는 유리 기판, 투명 아크릴 수지 등이 그러한 기판으로 사용될 수도 있다.

애노드 (26) 는 전기 전도성을 갖는 금속 산화물 재료로 형성되며, ITO (인 듐 주석 산화물), IZO (인듐 아연 산화물), ZnO (산화 아연), 및 SnO₂ (산화 주석) 등이 사용될 수도 있다.

빨강, 녹색, 파랑, 노랑 또는 다른 색깔의 단색을 나타내는 구조를 달성하고, 단색 광 구조의 조합을 통해 백색광과 같은 시감의 (luminous) 색깔을 나타내는 다른 구조를 달성하기 위해, Alq3와 같은 발광 재료가 유기 발광층으로 사용될 수 있다. 백색광을 나타내는 구조로는 2층 또는 3층의 발광층으로 적층된 층구조; 상이한 발광 재료를 하나의 발광층으로 화합하는 화합물 구조; 및 하나의 층이 상이한 색깔을 갖는 복수의 서브 픽셀로 나누어지는 분할 구조 등을 들 수 있다.

또한, 전하 (전자 정공, 전자) 주입층, 전하 (전자 정공, 전자) 이동층, 블록층 등의 기능층들이 적절하게 통합될 수도 있다.

캐소드 (28) 로서는, 예를 들면, 적어도 가시광에는 반사성을 나타내고, 알루미늄, 금, 은, 구리, 크롬 또는 이들의 합금으로 이루어지는 반사 전극이 사용될 수도 있다.

산소 및 물로부터 유기 발광층을 보호하기 위해, 보호부는 캐소드 (28) 보다 더욱 바깥쪽에 제공될 수 있다. 보호부는, 예를 들면, 패시베이션 (passivation) 필름 또는 밀봉 캔 (sealing can) 또는 이들의 조합으로 형성될 수도 있다.

애노드 (26), 유기 발광층, 캐소드 (28), 및 보호부를 형성하기 위해서, 진공 기상 증착 또는 스퍼터링 증착과 같은 일반적으로 공지된 박막 형성법이 적절하 게 사용될 수 있다.

유기 EL 소자 (16) 에 순방향 전압이 인가될 때, 전자 정공 및 전자가 유기 발광층으로 주입됨으로써 유기 EL 소자 (16) 가 발광한다. 그러나, 장기간의 발광은 유기 발광층의 계면에 전하를 축적시키고, 이는 발광 강도를 감소시킨다. 유기층의 계면에 축적된 전하는 애노드 (26) 가 캐소드 (28) 보다 낮은 포텐셜을 달성하도록 하는 전압 (즉, 역방향 전압) 을 유기 EL 소자 (16) 에 인가함으로써 제거할 수 있다.

유기 EL 소자 (16) 가 오프일 때, 유기 EL 소자 (16) 에 역방향 전압을 인가하는 것이 충분한 전하를 축적시킬 수 있는 것이면, 커패시터 (18) 는 범용 커패시터일 수도 있다.

정전류원 (14) 은 포지티브 전극 단자와 네거티브 전극 단자를 구비하고, DC 정전류를 포지티브 전극 단자로부터 네거티브 전극 단자로 공급한다. 정전류원 (14) 의 포지티브 전극 단자는 스위치 (20) 를 통해서 유기 EL 소자 (16) 의 애노드 (26) 에 접속된다. 스위치 (20) 는 도전 상태와 절연 상태 사이에서 스위칭한다. 유기 EL 소자 (16) 의 캐소드 (28) 는 정전류원 (14) 의 네거티브 전극 단자에 접속된다. 발광 디바이스 (12) 는 스위치 (20) 를 도전 상태로 스위칭함으로써 턴온되고, 스위치 (20) 를 절연 상태로 스위칭함으로써 턴오프된다.

커패시터 (18) 는 제 1 스위치 (22) 와 제 2 스위치 (24) 를 통해 유기 EL 소자 (16) 와 병렬 접속된다. 스위치 (22) 는 A-B 도전 상태 (제 1 상태) 와 A-C 도전 상태 (제 2 상태) 사이에서 스위칭하는 채인지-오버 스위치이다. 또 한, 스위치 (24) 는 A'-B' 도전 상태 (제 3 상태) 와 A'-C' 도전 상태 (제 4 상태) 사이에서 스위칭하는 체인지 오버 스위치이다. 유기 EL 소자 (16) 의 애노드 (26) 는 스위치 (22) 의 단자 A에 접속되고, 유기 EL 소자 (16) 의 캐소드 (28) 는 스위치 (24) 의 단자 A'에 접속된다. 커패시터 (18) 의 단부의 단자 E는 스위치 (22) 의 단자 B와 스위치 (24) 의 단자 C'에 접속된다. 커패시터 (18) 의 나머지 단부의 단자 F는 스위치 (22) 의 단자 C와 스위치 (24) 의 단자 B'에 접속된다.

유기 EL 소자 (16) 와 커패시터 (18) 는 단자 A와 단자 B 사이에서 스위치 (22) 가 전기를 전도할 때, 및 단자 A'와 단자 B' 사이에서 스위치 (24) 가 전기를 전도할 때 병렬로 접속된다. 또한, 유기 EL 소자 (16) 와 커패시터 (18) 는 스위치 (22) 가 단자 A와 단자 C 사이에서 전기를 전도하고 스위치 (24) 가 단자 A' 와 단자 C' 사이에서 전기를 도전할 때 병렬로 접속된다.

스위치 (20, 22 및 24) 는 서로 동시에 그들의 상태가 변한다. 도 2는 본 발명에 따른 발광 디바이스 (12) 에서 시간에 따른 스위치 (20, 22 및 24) 의 상태의 변화의 예를 도시한다. 스위치 (20) 가 도전 상태로 바뀌면, 스위치 (22 및 24) 는 각각 A-B 및 A'-B' 도전 상태로 스위칭된다. 또는, 스위치 (20) 가 절연 상태로 스위칭되면, 스위치 (22 및 24) 는 각각 A-C 및 A'-C' 도전 상태로 스위칭된다.

임의의 타입의 방법이 스위치 (22 및 24) 와 스위치 (20) 를 동기화하는데 사용될 수도 있다. 예를 들면, 스위치 (22 및 24) 가 스위치 (20) 에 기계적으 로 연결되어 스위치 (22 및 24) 의 상태가 스위치 (20) 의 상태와 접속되어 변하는 구성이 사용될 수도 있다. 또한, 스위치 (20, 22 및 24) 가 그들의 상태를 각각 일정한 동기화로 스위칭하도록 동작할 수도 있다.

이하, 제 1 실시형태에 따른 발광 디바이스 (12) 의 동작을 설명한다.

발광 디바이스 (12) 가 광을 방출하게 하기 위해, 스위치 (20) 가 도전 상태로 스위칭된다. 스위치 (20) 가 도전 상태로 스위칭되면, 그 후 스위치 (22 및 24) 또한 동시에 A-B 및 A'-B' 도전 상태로 스위칭된다. 따라서, 전류가 정전류원 (14) 으로부터 유기 EL 소자 (16) 와 커패시터 (18) 로 공급된다. 정전류원 (14) 이 발광 디바이스 (12) 로 전류를 공급하기 시작한 직후, 아직 커패시터 (18) 에서 전하의 축적이 없기 때문에 X-Y 전압 (즉, 도 1의 점 X, Y 사이의 전압) 은 0이 되지만, 커패시터 (18) 에서 전하의 축적이 발생함에 따라 X-Y 전압은 증가한다. 유기 EL 소자 (16) 는 발광하지 않고 X-Y 전압이 발광 임계 전압에 도달할 때까지 전류가 거의 공급되지 않는다. 따라서, 정전류원 (14) 으로부터의 전류는 주로 커패시터 (18) 에만 공급된다. X-Y 전압이 증가하여 유기 EL 소자 (16) 의 발광 임계 전압을 초과하면, 전류는 유기 EL 소자 (16) 에 공급되고, 발광이 개시된다. 발광 개시 후, 유기 EL 소자 (16) 의 전압은 거의 일정하게 유지된다. 커패시터 (18) 의 전압은 유기 EL 소자 (16) 의 전압으로 유지되고, 따라서 커패시터 (18) 에는 전하가 거의 공급되지 않는다. 따라서, 정전류원 (14) 으로부터의 전류의 거의 모두가 유기 EL 소자 (16) 에 공급된다. 또한, 유기 EL 소자 (16) 는 정전류원 (14) 으로부터의 전류의 강도에 상응하는 발광 강 도로 발광한다.

발광 디바이스 (12) 의 발광을 끝내기 위해서, 스위치 (20) 가 절연 상태로 스위칭된다. 스위치 (20) 가 절연 상태로 스위칭되면, 함께 동기화된 스위치 (22 및 24) 는 동시에 A-C 및 A'-C' 도전 상태로 각각 스위칭된다. 정전류원 (14) 으로부터의 전류의 공급이 정지되면, 유기 EL 소자 (16) 의 발광이 끝난다.

이때 각각의 스위치 (22 및 24) 를 A-C 및 A'-C' 도전 상태로 스위칭함으로써, 역방향 전압을 커패시터 (18) 의 전하의 축적에 기인하여 유기 EL 소자 (16)에 인가한다. 따라서, 유기 EL 소자 (16) 의 유기 발광층의 계면에 축적된 전하는 커패시터 (18) 로 이동하고, 따라서, 유기 EL 소자 (16) 로부터 제거된다.

그 후 발광 디바이스 (12) 가 다시 발광하게 하기 위해서, 스위치 (20) 는 도전 상태로 스위칭되고 전류는 정전류원 (14) 으로부터 다시 공급되어 유기 EL 소자 (16) 가 발광한다. 발광으로 동기화된 스위치 (22 및 24) 는 각각 A-B 및 A'-B' 도전 상태로 스위칭되어 전하가 다시 커패시터 (18) 에서 축적된다.

제 2 발광 및 후속 발광시, 특정량의 전하가 커패시터 (18) 에 이미 축적된다. 이는 유기 EL 소자 (16) 로의 역방향 전압의 인가가 커패시터 (18) 에 축적된 전하의 임의의 감소가 거의 없다는 것을 보장하기 때문이다. 따라서, 발광 디바이스 (12) 가 다시 발광하게 하기 위해서 커패시터 (18) 내 전하의 축적에 대해서 보다 짧은 시간이 필요하다. 이는 유기 EL 소자 (16) 가 발광할 때까지 차례로 스위치 (20) 의 스위칭으로부터 도전 상태로의 시간을 단축시킨다.

본 실시형태에 따른 발광 디바이스 (12) 는 60 Hz 이상의 펄스에 의한 스위 치 (20) 의 펄스 구동을 통해 상술한 바와 같이 턴온 및 턴오프된다. 일반적으로, 60 Hz 이상의 주파수에서 반복적으로 턴온 및 턴오프되는 광은 육안으로는 연속적으로 턴온된 것처럼 보이며, 따라서 발광 디바이스 (12) 는 조명 디바이스로 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 유기 EL 소자 (16) 에 병렬로 접속된 커패시터 (18) 를 사용하면 전원으로부터 전류의 공급이 없이 유기 EL 소자 (16) 에 역방향 전압을 인가할 수 있다.

상술한 바와 같은 커패시터를 사용하는 역방향 전압의 인가는 정전류원을 사용하는 구동에 특히 효과적이다.

유기 EL 소자로부터 방출된 광의 강도는 공급된 전류의 세기에 따라 변한다. 따라서, 정전류원을 사용함으로써 유기 EL 소자를 구동하는 것은 방출된 광의 강도를 직접적으로 제어하는 것이라고 생각할 수 있다.

그러나, 정전류원이 유기 EL 소자에 역방향 전압을 인가하는데 사용된다면, 상당한 전압이 역방향 전압으로 인가되어 유기 EL 소자의 내구성에 상당한 영향을 미치며, 그 이유는 유기 EL 소자의 임피던스가 역방향 전압에 대해 매우 크기 때문이다. 그러한 상황을 방지하기 위해서, 발광용 전원으로부터 격리된 역방향 전압을 인가하는 정전압원을 개별적으로 준비하거나, 또는 적절한 전압 조절기를 제공하는 것이 필수적이다. 그러나, 발광 디바이스에 정전압원 또는 전압 조절기를 추가하는 것은 디바이스 구조를 복잡하게 하고 사이즈를 증대시키는 위험이 있다.

본 실시형태의 발광 디바이스 (12) 에 따르면, 역방향 전압의 인가는 커패시터 (18) 에 의해 달성되고, 발광 디바이스 (12) 가 턴온된 동안 커패시터에서 전하가 축적된다. 따라서, 역방향 전압의 크기는 유기 EL 소자 (16) 의 발광 임계 전압과 거의 동등하게 유지된다. 역방향 전압을 위한 정전압원 또는 전압 조절기의 필요성이 제거된다. 따라서, 디바이스 구조가 단순화될 수 있다.

(제 1 실시형태의 변경) 도 3은 본 발명의 변경을 도시한다.

도 3에 도시된 발광 디바이스 (32) 는 발광 디바이스 (12) 에서 정전류원 (14) 대신 정전압원 (34) 을 사용한다.

이하, 발광 디바이스 (32) 의 동작을 설명한다.

발광 디바이스 (32) 가 발광하게 하기 위해서, 스위치 (20) 는 도전 상태로 스위칭된다. 스위치 (20) 가 도전 상태로 스위칭되면, 스위치 (22 및 24) 는 동시에 A-B 및 A'-B' 도전 상태로 각각 스위칭된다. 따라서, 전류는 정전압원 (34) 으로부터 유기 EL 소자 (16) 와 커패시터 (18) 로 공급된다. 정전압원 (34) 을 사용함으로써, 발광 임계 전압을 초과하는 X-Y 전압이 인가되어 유기 EL 소자 (16) 가 발광한다. 동시에, 커패시터 (18) 도 또한 전하를 축적한다.

발광 디바이스 (32) 의 발광을 정지하기 위해, 스위치 (20) 가 절연 상태로 스위칭된다. 스위치 (20) 가 절연 상태로 스위칭되면, 그와 동기화된 스위치 (22 및 24) 가 동시에 스위칭된다. 정전압원 (34) 으로부터의 전류의 공급이 정지되고, 유기 EL 소자 (16) 의 발광이 정지된다.

이때, 각각의 스위치 (22 및 24) 를 A-C 및 A'-C' 도전 상태로 스위칭함으로 써, 역방향 전압은 커패시터 (18) 내 전하의 축적에 기인해서 유기 EL 소자 (16) 에 인가된다. 따라서, 유기 EL 소자 (16) 의 유기 발광층의 계면에 축적된 전하는 커패시터 (18) 로 이동하고, 따라서 유기 EL 소자 (16) 로부터 제거된다.

그 후 발광 디바이스 (32) 가 다시 발광하게 하기 위해서, 스위치 (20) 는 도전 상태로 스위칭되고 전류는 정전압원 (34) 으로부터 다시 한번 공급되어 유기 EL 소자 (16) 가 발광한다. 발광과 함께 동기화된 스위치 (22 및 24) 는 각각 A-B 및 A'-B' 도전 상태로 스위칭되어 전하가 다시 한번 커패시터 (18) 에서 축적된다.

따라서, 상술한 바와 같이, 발광 디바이스 (32) 에서도 역시, 유기 EL 소자 (16) 에 병렬로 접속된 커패시터 (18) 를 사용하는 것은 전원으로부터의 전류의 공급 없이 유기 EL 소자 (16) 에 역방향 전압의 인가를 가능하게 한다.

발광 디바이스 (32) 에서, 유기 EL 소자 (16) 는 스위치 (20) 가 도전 상태로 스위칭되면 커패시터 (18) 에서 전하의 초기 축적 없이 즉시 발광하도록 할 수 있다. 디바이스가 처음으로 시동되는지 여부에 관계 없이, 발광은 빠른 응답 속도에 대해 즉시 가능해진다.

유기 EL 소자 (16) 가 본 명세서에서는 하부 발광 타입으로 형성되었지만, 유기 발광층으로부터 방출된 광이 기판 반대측으로부터 추출되는 상부 발광 타입이 사용될 수도 있다. 이 경우, 사용되는 기판은 유리 기판과 같은 투명 기판, 또는 금속 기판과 같은 불투명 기판일 수도 있다. 그러나, 광이 추출되는 단부 상에 형성된 전극과 보호부는 투명하게 형성되어야 한다.

상기한 바는 본 발명에 따른 실시형태의 상세한 설명을 제공하지만, 이는 단지 하나의 실시예일 뿐이며 청구의 범위를 한정하는 것은 아니다. 이 구체적인 실시예의 다양한 개조 및 변형이 청구의 범위에 설명한 기술의 범위에 포함된다. 또한, 상세한 설명 또는 도면에 기재된 기술적 요소들은 단독으로 또는 다양한 조합으로 기술적 유틸리티를 나타내고 출원된 청구의 범위에 인용된 조합에 한정되지 않는다. 이 상세한 설명 또는 도면에 도시된 본 발명은 동시에 다수의 목적을 달성하고, 기술적 유틸리티의 제공이 없이도 목적 중 하나를 달성한다.

본 발명의 발광 장치에 의하면, 유기 EL 소자를 이용한 발광 장치에 있어서, 유기 EL 소자에의 역방향 전압의 인가를 단순한 구조로 실현할 수 있다.

Claims

전원;

유기 전계발광 소자; 및

커패시터를 구비하고,

상기 전원은 발광 디바이스가 온일 때, 상기 유기 전계발광 소자에 순방향 전압을 인가하여 상기 커패시터를 충전시키며,

상기 커패시터는 상기 발광 디바이스가 오프일 때, 상기 전원을 사용하지 않고 상기 유기 전계발광 소자에 역방향 전압을 인가하는, 발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,

상기 전원은 정전류원인, 발광 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 유기 전계발광 소자와 커패시터에 접속되고, 상기 유기 전계발광 소자의 애노드가 상기 커패시터의 제 1 단자에 접속된 제 1 상태와 상기 유기 전계발광 소자의 애노드가 상기 커패시터의 제 2 단자에 접속된 제 2 상태 사이에서 스위칭하는, 제 1 스위치; 및

상기 유기 전계발광 소자와 상기 커패시터에 접속되고, 상기 유기 전계발광 소자의 캐소드가 상기 커패시터의 제 1 단자에 접속된 제 3 상태와 상기 유기 전계 발광 소자의 캐소드가 상기 커패시터의 제 2 단자에 접속된 제 4 상태 사이에서 스위칭하는 제 2 스위치를 더 구비하고,

상기 발광 디바이스가 온일 때, 상기 제 1 스위치는 제 1 상태로 스위칭하고, 상기 제 2 스위치는 제 4 상태로 스위칭하며,

상기 발광 디바이스가 오프일 때, 상기 제 1 스위치는 제 2 상태로 스위칭하고, 상기 제 2 스위치는 제 3 상태로 스위칭하는, 발광 디바이스.
제 1 항에 있어서,

펄스 구동에 의해 온 상태와 오프 상태 사이에서 반복적으로 변하는, 발광 디바이스.