KR20060134863A - 유기 ｅｌ 소자를 이용한 발광 디바이스 - Google Patents

유기 ｅｌ 소자를 이용한 발광 디바이스 Download PDF

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KR20060134863A
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다카노리 오카베
히로유키 미우라
히로무 이와타
가즈토 노리타케
히로노리 이토
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

발광 디바이스 (10) 는 정전류원 (12), 제 1 유기 EL 소자 (16), 스위치 (14, 20) 및 제 2 유기 EL 소자 (18) 를 포함할 수도 있다. 제 1 유기 EL 소자 (16) 는 정전류원 (12) 에 접속될 수도 있다. 스위치 (14, 20) 는 정전류원 (12) 으로부터 제 1 EL 소자 (16) 에 인가된 전압의 방향을 전환할 수도 있다. 제 2 유기 EL 소자 (18) 는 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 병렬로 접속될 수도 있다. 역방향전압이 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 인가되는 경우, 정전류원 (12) 으로부터의 전류는 제 2 유기 EL 소자 (18) 로 흐르고, 제 2 유기 EL 소자 (18) 는 전위를 생성한다.
유기 EL 소자, 디스플레이, 스위치, 전위차

Description

유기 ＥＬ 소자를 이용한 발광 디바이스{LIGHT EMITTING DEVICE USING ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 발광 디바이스의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2 는 제 1 실시형태의 발광 디바이스의 각각의 유기 EL 소자에 인가되는 전압의 변화와, 이러한 소자에 흐르는 전류의 변화를 나타내는 도면.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태의 발광 디바이스를 포함하는 유기 EL 소자의 배치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4 는 제 2 실시형태의 발광 디바이스의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 도면.
도 5 는 제 2 실시형태의 각각의 유기 EL 소자의 발광 상태에서 변화를 나타내는 타이밍 챠트.
도 6 은 제 2 실시형태의 각각의 유기 EL 소자의 발광 상태에서 변화를 나타내는 개략도.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시형태의 발광 디바이스의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 도면.
도 8 은 본 발명의 제 4 실시형태의 디스플레이 디바이스의 일반적인 구성을 나타내는 도면.
도 9 는 제 4 실시형태의 유기 EL 소자가 점등되는 타이밍을 나타내는 도면.
도 10 은 본 발명의 제 5 실시형태의 디스플레이 디바이스의 일반적인 구성을 나타내는 도면.
도 11 은 제 5 실시형태의 디스플레이 디바이스의 일반적인 구성을 나타내는 도면.
도 12 는 제 1 실시형태의 변형을 나타내는 도면.
도 13 은 제 1 실시형태의 다른 변형을 나타내는 도면.
도 14 는 제 1 실시형태의 다른 변형을 나타내는 도면.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10, 35, 40 : 발광 디바이스 12, 33 : 정전류원
14, 20 : 스위치 16 : 제 1 유기 EL 소자
18 : 제 2 유기 EL 소자 70, 90 : 액정 패널
본 발명은 유기 EL (ElectroLuminescent) 소자 (이후, 유기 EL 소자로 칭함) 를 사용하는 발광 디바이스에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 유기 EL 소자가 발광하지 않는 주기 동안, 유기 EL 소자로 역방향전압을 인가하는 발광 디바이스에 관한 것이다.
유기 EL 소자는 유기 발광층 및 유기 발광층을 개재하는 애노드와 캐소드를 포함하는 발광 소자이다. 전압 (순방향전압) 이 유기 EL 소자의 애노드와 캐소드 사이에 인가되는 경우, 정공은 애노드로부터 발광층으로 주입되고, 전자는 캐소드로부터 발광층을 향해 주입된다. 발광층에서 발광체가 여기함으로써, 유기 EL 소자가 발광한다.
유기 EL 소자가 저전압에서 고 휘도를 획득할 수 있기 때문에, 전자 디바이스의 디스플레이용 광원으로서 사용되도록 기대된다. 현재, 유기 EL 소자는 투과형 액정 모니터의 백라이트로서 예를 들어, 컴퓨터 디스플레이, 액정 텔레비젼, 이동 전화 등의 전자 디바이스에 장착된 액정 디스플레이 디바이스용 백라이트로 주로 사용된다.
유기 EL 소자가 사용되는 발광 디바이스에서 하나의 문제는 장시간 사용에 의한 발광 강도의 저하이다. 발광 강도의 저하는 유기 발광층의 계면에서 트랩 (trap) 에 의해 축적하는 전하에 기인한 것으로 생각된다. 유기 EL 소자에 역방향전압의 인가는, 전술한 전하의 축적 때문에 유기 EL 소자의 발광 강도의 저하를 효과적으로 상쇄하는 것으로 알려져 있다. 예를 들면, 일본공개특허공보 제 2001-203077호는 교류로 유기 EL 소자를 구동하고, 유기 EL 소자에 순방향전압과 역방향전압을 차례에 인가하여 유기 EL 소자의 발광 강도의 저하를 억제하는 발광 디바이스를 개시한다.
전술한 발광 디바이스가 교류로 유기 EL 소자를 구동하기 때문에, 유기 EL 소자에 흐르는 전류의 값은, 순방향전압이 유기 EL 소자에 인가되는 동안 변한다 (즉, 유기 EL 소자가 발광하는 주기). 유기 EL 소자의 발광 강도는 유기 EL 소자에 흐르는 전류의 값에 따라 변한다. 따라서, 이 발광 디바이스의 문제는, 유기 EL 소자에 흐르는 전류의 값이 변하면 유기 EL 소자의 발광 강도도 변한다는 것이다.
본 발명은 종래의 기술의 전술한 문제점을 해결하기 위해 만들어졌고, 따라서 본 발명의 목적은 유기 EL 소자에 역방향전압을 인가하여 유기 EL 소자의 발광 강도의 저하를 억제할 수 있고, 유기 EL 소자에 순방향전압을 인가하는 경우 유기 EL 소자에 정전류가 흐르게 할 수 있는 발광 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에서, 발광 디바이스는 정전류원, 제 1 유기 EL 소자, 및 스위치를 포함할 수도 있다. 제 1 유기 EL 소자는 정전류원에 접속될 수도 있다. 스위치는 정전류원으로부터 제 1 EL 소자에 인가된 전압의 방향을 전환할 수도 있다. 발광 디바이스는 전위차 발생수단을 더 포함할 수도 있다. 전위차 발생수단은 제 1 유기 EL 소자에 병렬로 접속된다. 제 1 유기 EL 소자를 소등하는 역방향전압이 제 1 유기 EL 소자에 인가되는 경우, 정전류원으로부터의 전류는 전위차 발생수단으로 흐르고, 전위차 발생수단은 전위차를 생성한다.
이 발광 디바이스에서, 제 1 유기 EL 소자에 인가된 전압의 방향은 스위치를 이용하여 전환된다. 순방향전압이 제 1 유기 EL 소자에 인가되는 경우, 전류는 제 1 유기 EL 소자로 흐르고, 제 1 유기 EL 소자는 발광한다. 전류가 정전류원으로부터 제 1 유기 EL 소자로 공급되기 때문에, 제 1 유기 EL 소자에 공급되 는 전류는 일정하게 될 수 있다.
반대로, 역방향전압이 제 1 유기 EL 소자에 인가되는 경우, 제 1 유기 EL 소자는 소등된다. 이때, 거의 모든 전류가 제 1 유기 EL 소자로 흐르지 않지만, 제 1 유기 EL 소자의 역 임피던스가 아주 크기 때문에, 전류는 제 1 유기 EL 소자에 병렬로 접속된 전위차 발생수단으로 흐른다. 전류가 전위차 발생수단으로 흐르는 경우, 전위차는 전위차 발생수단에 의해 생성된다. 따라서, 제 1 유기 EL 소자의 캐소드 측의 전위가 더 높아지게 되고, 그 애노드 측의 전위는 더 낮아진다. 이 때문에, 역방향전압은 제 1 유기 EL 소자에 인가되고 유기 EL 소자의 발광 강도의 저하가 억제될 수 있다.
이 발광 디바이스를 가지고, 발광 강도의 저하는 제 1 유기 EL 소자에 역방향전압을 인가하여 억제시킬 수 있고, 순방향전압이 제 1 유기 EL 소자에 인가되는 경우 정전류는 제 1 유기 EL 소자로 흐를 수 있다.
본 명세서에서, 유기 EL 소자의 애노드가 그 캐소드보다 더 높은 전위를 달성하도록 하는 전압의 인가를 "순방향전압의 인가" 로서 칭해지고, 애노드가 그 캐소드보다 더 낮은 전위를 달성하도록 하는 전압의 인가를 "역방향전압의 인가" 로서 칭해진다.
바람직하게, 전위차 발생수단은 제 2 유기 EL 소자를 포함할 수도 있다. 이 경우, 제 2 유기 EL 소자의 애노드는 제 1 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되고, 제 2 유기 EL 소자의 캐소드는 제 1 유기 EL 소자의 애노드에 접속된다.
본 구성에 따르면, 순방향전압이 제 1 유기 EL 소자에 인가되는 경우 역방향 전압이 제 2 유기 EL 소자에 인가되고, 순방향전압이 제 2 유기 EL 소자에 인가되는 경우 역방향전압이 제 1 유기 EL 소자에 인가된다. 따라서, 제 1 및 제 2 유기 EL 소자에서, 그 발광 강도의 저하를 억제하기 위해 역방향전압이 인가되고, 순방향전압이 인가되는 경우 정전류가 흐른다.
또한, 전위차 발생수단으로서 저항이 이용될 수도 있다. 전위차 발생수단이 저항을 포함하는 경우, 적당한 역방향전압은 그 저항값을 적절하게 조절하여 제 1 유기 EL 소자에 인가될 수 있다.
또한, 이 경우에 전위차 발생수단은 저항과 직렬로 접속된 다이오드를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 다이오드의 애노드는 저항을 통해 제 1 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되고 다이오드의 캐소드는 제 1 유기 EL 소자의 애노드에 접속되거나, 다이오드의 애노드는 제 1 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되고 다이오드의 캐소드는 저항을 통해 제 1 유기 EL 소자의 애노드에 접속된다.
본 구성에 따라, 순방향전압에 제 1 유기 EL 소자에 인가되는 경우, 대부분의 전류는 전위차 발생수단 (즉, 저항과 다이오드) 으로 흐르지 않지만, 역방향전압이 제 1 유기 EL 소자에 인가되는 경우, 전류는 전위차 발생수단 (즉, 저항과 다이오드) 으로 흐른다. 이 때문에, 전위차 발생수단에 의한 전력 손실이 감소될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 발광 디바이스는 복수의 유기 EL 소자, 정전류원, 및 발광 제어회로를 포함할 수도 있다. 정전류원은 복수의 유기 EL 소자 각각에 접속된다. 정전류원은 복수의 유기 EL 소자의 각각에 전류를 공급한다. 발광 제어회로는 복수의 유기 EL 소자의 각각에 대한 점등과 소등을 전환한다. 각각의 유기 EL 소자는 각각의 유기 EL 소자가 소등되는 시간 주기의 적어도 일부 동안, 점등된 다른 유기 EL 소자에 인가된 순방향전압을 사용하여, 역방향전압으로서 인가된다.
이 발광 디바이스에서, 정전류원이 이용되기 때문에, 정전류는 유기 EL 소자로 흐를 수 있다. 또한, 점등된 다른 유기 EL 소자에 인가된 순방향전압이 소등된 유기 EL 소자에 대해 역방향전압으로서 인가된다. 이 때문에, 각각의 유기 EL 소자는 역방향전압을 인가하여 발광 강도의 저하를 억제시킬 수 있다.
또한, 발광 디바이스에서, 복수의 유기 EL 소자 중 2 개의 유기 EL 소자가 발광 유닛을 형성할 수도 있고, 이 발광 유닛에서는 2 개의 유기 EL 소자가 병렬로 접속된다. 발광 유닛의 유기 EL 소자 중 하나의 유기 EL 소자의 애노드가 다른 유기 EL 소자의 캐소드에 접속될 수도 있고, 하나의 유기 EL 소자의 캐소드가 다른 유기 EL 소자의 애노드에 접속될 수도 있다. 바람직하게 발광 제어회로는 정전류원으로부터 발광 유닛으로 인가된 전압의 방향을 전환한다.
본 구성에 따라, 순방향전압이 일 유기 EL 소자에 인가되는 경우 역방향전압은 다른 유기 EL 소자에 인가되고, 역방향전압이 일 유기 EL 소자에 인가되는 경우, 순방향전압은 다른 유기 EL 소자에 인가된다. 따라서, 순방향전압과 역방향전압은 발광 유닛을 형성하는 2 개의 유기 EL 소자에 효과적으로 인가될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 본 발명은 동영상의 품질을 개선할 수 있는 디스 플레이 디바이스를 제공한다. 이 디스플레이 디바이스는 액정 패널과 발광 디바이스를 포함할 수도 있다. 액정 패널은 복수의 화소와 각각의 메인 주사선 (main scanning line) 상의 각 화소로 이미지 신호를 출력하는 이미지 신호 출력회로를 포함할 수도 있다. 발광 디바이스는 액정 패널의 후방으로부터 액정 패널을 조명하기 위해서 액정 패널의 후방에 배치된다. 발광 디바이스는 복수의 유기 EL 소자, 복수의 유기 EL 소자의 각각에 전류를 공급하는 정전류원, 및 복수의 유기 EL 소자의 점등과 소등을 전환하는 발광 제어회로를 포함할 수도 있다. 각각의 유기 EL 소자는 점등된 다른 유기 EL 소자에 인가된 순방향전압을 사용하여 각각의 유기 EL 소자가 소등되는 시간 주기의 적어도 일부분 동안 역방향전압으로 인가된다. 또한, 발광 제어회로는 (1) 메인 주사선 상의 각 화소로 이미지 신호가 출력되는 동안 데이터가 출력되는 액정 패널의 하나의 메인 주사선에 대응하는 유기 EL 소자를 소등하고, (2) 메인 주사선으로 이미지 신호의 출력이 완료된 후에 소정 타이밍에서 메인 주사선에 대응하는 유기 EL 소자를 점등하는 것이 바람직하다.
이 디스플레이 디바이스에서, 이미지 신호가 액정 패널의 메인 주사선 상의 각 화소로 출력되는 동안 (즉, 데이터가 거기에 기록되는 동안), 메인 주사선에 대응하는 유기 EL 소자가 소등되고, 다른 유기 EL 소자의 모두 또는 몇몇이 점등된다. 그리고나서, 메인 주사선에 대응하는 유기 EL 소자는, 메인 주사선 상에 각 화소로의 이미지 신호 출력이 완료된 후에 소정 타이밍 (예를 들면, 이미지 데이터가 출력되는 각 화소의 액정 분자로의 배향이 완료되는 타이밍) 에서 점등된 다. 따라서, 액정 패널 상에 디스플레이된 동영상의 품질이 개선될 수 있다.
또한, 유기 EL 소자는 액정 패널의 주사와 동기하여 점등 및 소등되고, 역방향전압은 유기 EL 소자가 소등되는 주기에 인가된다. 따라서, 디스플레이 디바이스가 동작되는 동안 역방향전압은 유기 EL 소자에 인가되고, 유기 EL 소자의 발광 강도의 저하가 억제될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 본 발명은 3차원 이미지를 디스플레이할 수 있는 다른 디스플레이 디바이스를 제공한다. 이 디스플레이 디바이스는 복수의 유기 EL 소자, 액정 패널, 발광 제어회로, 및 방향성 투명 부재 (예를 들면, 렌티큘러 (lenticular) 렌즈) 를 가질 수도 있다. 액정 패널은 복수의 EL 소자의 전방에 배치될 수도 있다. 액정 패널은 복수의 화소 및 액정 패널의 각 메인 주사선 상의 각 화소로 이미지 신호를 출력하는 이미지 신호 출력회로를 포함할 수도 있다. 각 화소는 복수의 유기 EL 소자로부터 광을 통해 이미지를 디스플레이한다. 발광 제어회로는 복수의 유기 EL 소자의 점등과 소등을 전환한다. 방향성 투명 부재는 액정 패널의 전방에 배치될 수도 있다. 방향성 투명 부재는 각 화소를 통과하는 유기 EL 소자로부터의 광을 방향지운다. 각각의 유기 EL 소자는 액정 패널의 메인 주사선에 직각인 방향으로 연장될 수도 있다. 복수의 유기 EL 소자는 액정 패널의 메인 주사선에 평행한 방향으로 정렬될 수도 있다. 발광 제어회로는 (1) 복수의 유기 EL 소자 중 몇몇을 점등하고 나머지를 소등하며, (2) 소등된 유기 EL 소자에 대해 소등되는 주기의 적어도 일부분 동안, 점등된 다른 유기 EL 소자에 인가된 순방향전압을 역방향전압으로서 인가하는 것이 바람직하 다.
본 디스플레이 디바이스에서, 복수의 유기 EL 소자는 액정 패널의 메인 주사선에 평행한 방향으로 정렬된다. 이 때문에, 액정 패널 상에 디스플레이된 이미지는 점등되는 유기 EL 소자를 변경시켜 상이한 위치에서 가시화될 수 있다. 따라서, 소위 3차원 이미지를 디스플레이할 수 있다.
또한, 유기 EL 소자가 액정 패널에 의해 디스플레이 이미지와 동기하여 점등되고 소등되며, 유기 EL 소자가 소등되는 주기에 역방향전압은 인가된다. 따라서, 디스플레이 디바이스가 동작되고 있는 동안 역방향전압은 유기 EL 소자에 인가되고, 유기 EL 소자의 발광 강도의 저하가 억제될 수 있다.
이러한 양태와 특징들은 발광 디바이스와 디스플레이 디바이스를 개선시키기 위해, 개별적으로 또는 조합하여 이용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 청구항과 함께 다음의 상세한 설명을 읽으면 충분히 이해될 것이다. 물론, 여기에 개시된 추가적인 특징과 양태는 전술된 양태와 특징과 함께 또는 개별적으로 이용될 수도 있다.
본 발명을 실현하기 위한 바람직한 특징을 아래에서 설명한다.
(특징 1)
발광 디바이스는 정전류원, 제 1 유기 EL 소자, 제 2 유기 EL 소자, 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 포함한다. 제 1 유기 EL 소자는 제 2 유기 EL 소자에 병렬로 접속된다. 제 1 유기 EL 소자의 애노드는 제 2 EL 소자의 캐소드에 접 속되고, 제 1 유기 EL 소자의 캐소드는 제 2 유기 EL 소자의 애노드에 접속된다. 정전류원의 포지티브 단자가 제 1 스위치를 통해 제 1 및 제 2 유기 EL 소자에 접속된다. 정전류원의 네거티브 단자가 제 2 스위치를 통해 제 1 및 제 2 유기 EL 소자에 접속된다.
제 1 스위치는 정전류원의 포지티브 단자가 제 1 유기 EL 소자의 애노드와 제 2 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되는 제 1 상태와, 정전류원의 포지티브 단자가 제 1 유기 EL 소자의 캐소드와 제 2 유기 EL 소자의 애노드에 접속되는 제 2 상태 사이에서 전환된다.
제 2 스위치는 정전류원의 네거티브 단자가 제 1 유기 EL 소자의 캐소드와 제 2 유기 EL 소자의 애노드에 접속되는 제 3 상태와, 정전류원의 네거티브 단자가 제 1 유기 EL 소자의 애노드와 제 2 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되는 제 4 상태 사이에서 전환된다.
제 2 스위치가 제 3 상태로 전환되고 제 1 스위치가 제 1 상태로 전환되는 경우, 제 1 유기 EL 소자는 발광하고 역방향전압은 제 2 유기 EL 소자에 인가된다. 반대로, 제 2 스위치가 제 4 상태로 전환되고 제 1 스위치가 제 2 상태로 전환되는 경우, 제 2 유기 EL 소자는 발광하고 역방향전압은 제 1 유기 EL 소자에 인가된다.
(특징 2)
발광 디바이스는 정전류원, 제 1 유기 EL 소자, 제 2 유기 EL 소자, ... 제 n 유기 EL 소자, 정전류원의 양 (both) 단자에 각각의 유기 EL 소자의 애노드를 선택적으로 접속시키는 제 1 스위치군, 및 정전류원의 양 단자에 각각의 유기 EL 소 자의 캐소드를 선택적으로 접속시키는 제 2 스위치군을 포함한다. 제 1 유기 EL 소자 내지 제 n 유기 EL 소자는 정전류원에 병렬로 접속된다.
제 1 스위치군과 제 2 스위치군은, 제 1 유기 EL 소자 내지 제 n 유기 EL 소자 중 몇몇의 유기 EL 소자의 애노드가 정전류원의 포지티브 단자에 접속되고, 그 캐소드가 정전류원의 네거티브 단자에 접속되는 상태로 전환된다. 제 1 유기 EL 소자 내지 제 n 유기 EL 소자 중 남아있는 모든 유기 EL 소자 또는 몇몇의 유기 EL 소자의 애노드는 정전류원의 네거티브 단자에 동시에 접속되고, 그 캐소드는 정전류원의 포지티브 단자에 접속된다.
(제 1 실시형태)
이제, 본 발명의 제 1 실시형태를 도면을 참조하여 설명할 것이다. 도 1 에서 도시된 바와 같이, 발광 디바이스 (10) 는 정전류원 (12), 제 1 유기 EL 소자 (16) 및 제 2 유기 EL 소자 (18) 를 포함한다.
제 1 유기 EL 소자 (16) 는 애노드 (16a), 유기 발광층 및 캐소드 (16b) 를 포함할 수도 있다. 제 1 유기 EL 소자 (16) 는 유기 발광층으로부터 방출된 광이 기판측으로부터 추출되는 바닥 방출형으로서 형성될 수도 있다.
기판은 제 1 유기 EL 소자 (16) 를 지지하기 위해 기능하는 판 형상 부재이고, 기판으로부터 추출된 광에 대해 고투과율 (high transmission factor) 을 표시하는 투명기판을 기판으로서 사용할 수도 있다. 예를 들면, 가시광 스펙트럼에서 고투과율을 표시하는 유리 기판, 투명 아크릴 수지 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate) 수지로부터 만들어진 투명 수지 기판 등을 사 용할 수도 있다.
애노드 (16a) 는 도전성 금속 산화 재료로 형성되고, 예를 들면, ITO (산화 인듐 주석), IZO (산화 인듐 아연), ZnO (산화 아연), SnO2 (산화 주석) 등을 사용할 수도 있다.
Alq3 와 같은 발광 물질은, 적색, 녹색, 청색, 황색 또는 다른 색인 단색광을 나타내는 구성을 획득하고, 단색광 구성의 조합을 통해 백색광과 같은 야광 (luminous) 색을 나타내는 다른 구성들을 얻기 위해 유기 발광층으로서 사용될 수 있다. 백색광을 나타내는 구성의 예는 2 또는 3 개의 발광층으로 적층된 적층형, 상이한 발광 물질을 하나의 발광층에 혼합한 혼합형, 및 하나의 발광층이 상이한 컬러를 가진 복수의 서브픽셀로 분할되는 분할형을 포함한다. 또한, 전하 (정공, 전자) 주입 층, 전하 (정공, 전자) 수송 층, 블록 층 등과 같은 기능층을 필요에 따라 혼합할 수도 있다.
적어도 가시광을 반사하고, 예를 들어 알루미늄, 금, 은, 구리, 크롬 등 또는 이들의 합금과 같은 금속으로부터 만들어지는 반사형 전극은 캐소드 (16b) 로서 이용될 수도 있다.
산소와 수증기로부터 유기 발광층을 보호하기 위한 기능을 하는 보호부는 캐소드 (16b) 의 외부측에 배치될 수도 있다. 보호부는 패시배이션 막, 시일 캔 (seal can), 또는 그 조합으로부터 형성될 수도 있다.
전술한 애노드 (16a), 유기 발광층, 캐소드 (16b) 및 보호부는 진공 증착법, 스퍼터법 등과 같은 공지된 박막 형성법을 적절하게 사용하여 형성될 수 있다.
제 2 유기 EL 소자 (18) 는 제 1 유기 EL 소자 (16) 와 동일한 방식으로 구성될 수도 있다. 제 2 유기 EL 소자 (18) 는 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 병렬로 접속된다. 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 애노드 (18a) 는 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 캐소드 (16b) 에 접속되고, 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 캐소드 (18b) 는 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 애노드 (16a) 에 접속된다.
정전류원 (12) 은 포지티브 단자와 네거티브 단자를 포함하고, 일정한 직류를 공급한다. 정전류원 (12) 의 포지티브 단자는 스위치 (14) 를 통해 제 1 유기 EL 소자 (16) 및 제 2 유기 EL 소자 (18) 에 접속된다. 정전류원 (12) 의 네거티브 단자는 스위치 (20) 를 통해 제 1 유기 EL 소자 (16) 및 제 2 유기 EL 소자 (18) 에 접속된다.
스위치 (14) 는 전환 스위치이고, a-b 도통 상태와 a-c 도통 상태 사이에서 전환된다. 스위치 (14) 가 a 와 b 사이에서 전기를 도통시키는 경우, 정전류원 (12) 의 포지티브 단자는 제 1 유기 EL 소자 (16) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 사이의 접속점 (17) 에 접속된다. 따라서, 정전류원 (12) 의 포지티브 단자는 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 애노드 (16a) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 캐소드 (18b) 에 접속된다. 스위치 (14) 가 b 와 c 사이에서 전기를 도통시키는 경우, 정전류원 (12) 의 포지티브 단자는 제 1 유기 EL 소자 (16) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 사이의 접속점 (19) 에 접속된다. 따라서, 정전류원 (12) 의 포지티브 단자는 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 캐소드 (16b) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 애노드 (18a) 에 접속된다.
스위치 (20) 는 전환 스위치이고, d-e 도통 상태와 d-f 도통 상태 사이에서 전환된다. 스위치 (20) 가 d 와 e 사이에서 전기를 도통시키는 경우, 정전류원 (12) 의 네거티브 단자는 접속점 (19) 에 접속된다. 따라서, 정전류원 (12) 의 네거티브 단자는 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 캐소드 (16b) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 애노드 (18a) 에 접속된다. 스위치 (20) 가 d 와 f 사이에서 전기를 도통시키는 경우, 정전류원 (12) 의 네거티브 단자는 접속점 (17) 에 접속된다. 따라서, 정전류원 (12) 의 네거티브 단자는 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 애노드 (16a) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 캐소드 (18b) 에 접속된다.
스위치 (14 및 20) 는 동시에 상태를 변경한다. 본 실시형태에서, 스위치 (14) 가 a 와 b 사이에 전기를 도통시키는 상태로 위치되는 경우, 스위치 (20) 는 d 와 e 사이에 전기를 도통시키고, 스위치 (14) 가 a 와 c 사이에 전기를 도통시키는 상태로 위치되는 경우, 스위치 (20) 는 d 와 f 사이에 전기를 도통시킨다.
임의의 방법이 스위치 (14 와 20) 를 동기화하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 스위치 (20) 가 그 상태를 전환하기 위해 스위치 (14) 와 기계적으로 연결되는 구성이 사용될 수도 있고, 스위치 (14 와 20) 가 서로 동기화하여 항상 전환되도록 각 스위치를 동작시킬 수도 있다.
다음으로, 발광 디바이스 (10) 의 동작을 설명한다. 우선, 발광 디바이스 (10) 를 동작시키기 위해, a 와 b 사이에 전기를 도통시키는 상태로 스위치 (14) 를 위치시키고, d 와 e 사이에 전기를 도통시키는 상태로 스위치 (20) 를 위 치시킨다. 이 상태에서, 정전류원 (12) 의 포지티브 단자는 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 애노드 (16a) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 캐소드 (18b) 로 접속되고, 정전류원 (12) 의 네거티브 단자는 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 캐소드 (16b) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 애노드 (18a) 에 접속된다. 따라서, 순방향전압은 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 인가되고, 정공과 전자가 그 유기 발광층으로 주입되어 발광한다. 또한, 역방향전압은 제 2 유기 EL 소자 (18) 에 인가되고, 유기 발광층의 계면에 축적된 전하를 제거한다.
여기에서, 유기 EL 소자는 순방향전압에 대해 임피던스와 대조를 이루어, 역방향전압에 대해 매우 큰 임피던스를 갖는다. 이 때문에, 정전류원 (12) 으로부터 공급되는 전류의 대부분은 제 2 유기 EL 소자 (18) 로 흐르지 않고, 제 1 유기 EL 소자 (16) 로 흐른다. 따라서, 정전류는 제 1 유기 EL 소자 (16) 로 흐르고, 제 1 유기 EL 소자 (16) 는 균일한 발광 강도로 발광할 수 있다.
또한, 전류가 제 1 유기 EL 소자 (16) 로 순방향으로 흐르는 경우, 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 애노드 (16a) 와 캐소드 (16b) 사이에 전위차가 발생한다. 이 전위차는 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 캐소드 (18b) 와 애노드 (18a) 사이에 전위차가 되게 한다. 따라서, 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 역방향전압값은 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 흐르는 전류에 의해 발생된 전위차이다. 유기 EL 소자의 순방향전압에 대해 임피던스가 매우 크지 않기 때문에, 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 흐르는 전류에 의해 발생된 전위차는 과도하지 않다. 이 때문에, 제 2 유기 EL 소자 (18) 에 인가된 역방향전압은 적당한 값이고, 제 2 유기 EL 소자 (18) 를 열 화시키지 않는다.
소정 시간 주기가 전술된 상태로 만료하는 경우, 스위치 (14) 는 a 와 c 사이에 전류가 도통되는 상태로 전환하고, 그와 동시와 스위치 (20) 는 d 와 f 사이에 전류가 도통되는 상태로 전환한다. 이 때문에, 정전류원 (12) 의 포지티브 단자는 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 캐소드 (16b) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 의 애노드 (18a) 에 접속되고, 정전류원 (12) 의 네거티브 단자는 제 1 유기 EL 소자 (16) 의 애노드 (16a) 와 제 2 유기 EL 소자의 캐소드 (18b) 로 접속된다. 따라서, 역방향전압이 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 인가되고, 그 유기 발광층의 계면에 축적된 전하를 제거한다. 또한, 순방향전압이 제 2 유기 EL 소자 (18) 에 인가되고, 정공과 전자가 그 유기 발광층으로 주입되어 발광한다.
또한, 본 상태에서 정전류는 제 2 유기 EL 소자 (18) 로 흐르고, 일정한 발광 강도로 발광된다. 또한, 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 인가된 역방향전압값은 제 2 유기 EL 소자 (18) 로 흐르는 전류에 의해 생성된 전위차이고, 적당한 값이다.
스위치 (14) 가 a 와 b 사이에 전류를 도통시키고, 스위치 (20) 가 d 와 e 사이에 전류를 도통한 상태는, 스위치 (14) 가 a 와 c 사이에 전류를 도통하고 스위치 (20) 가 d 와 f 사이에 전류를 도통하는 상태로 선택적으로 전환된다. 따라서, 순방향전압과 역방향전압은 제 1 및 제 2 유기 EL 소자 (16 및 18) 에 선택적으로 인가되고, 제 1 및 제 2 유기 EL 소자 (16 및 18) 각각은 반복적으로 발광하고 소등한다.
도 2 는 제 1 및 제 2 유기 EL 소자 (16 및 18) 에 인가되는 전압과 제 1 및 제 2 유기 EL 소자 (16 및 18) 로 흐르는 전류에서 일시적인 변화를 도시한다.
도 2 에서 명백하게, 순방향전압과 역방향전압은 제 1 유기 EL 소자 (16) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 에 선택적으로 인가된다. 즉, 순방향전압 (Vf1) 이 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 인가되는 경우 역방향전압 (Vf1) 이 제 1 유기 EL 소자 (18) 에 인가되고, 순방향전압 (Vf2) 이 제 2 유기 EL 소자 (18) 에 인가되는 경우 역방향전압 (Vf2) 이 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 인가된다. 따라서, 제 1 유기 EL 소자 (16) 와 제 2 유기 EL 소자 (18) 가 선택적으로 발광하고 소등하는 동안, 다른 유기 EL 소자의 전위가 역방향전압으로서 인가된다.
또한, 도 2 로부터 명백한 바와 같이, 순방향전압이 제 1 및 제 2 유기 EL 소자 (16 및 18) 에 인가되는 주기 동안, 유기 EL 소자 (16 및 18) 에 흐르는 전류 (Ia1, Ia2) 는 일정하고, 이러한 유기 EL 소자 (16 및 18) 는 균등한 발광 강도로 발광한다.
스위치 (14 및 20) 가 60Hz 이상의 주파수의 펄스를 가지고 펄스구동되고 제 1 및 제 2 유기 EL 소자 (16 및 18) 는 반복적인 점등과 소등을 선택적으로 하는 경우, 제 1 및 제 2 유기 EL 소자 (16 및 18) 는 인간의 눈에는 연속적으로 점등되는 것으로 보여진다. 이 때문에, 발광 디바이스 (10) 가 연속적인 조명 디바이스로서 채용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태의 발광 디바이스 (10) 를 가지고, 각각의 유기 EL 소자 (16, 18) 에 공급되는 전류의 세기가 정전류원 (12) 을 채용하여 일정하게 되고, 각각의 유기 EL 소자 (16 및 18) 가 균일한 발광 강도로 발광하도록 만들어질 수 있다.
또한, 점등된 유기 EL 소자 (18 또는 16) 의 양 단자의 전위가 소등된 유기 EL 소자 (16 또는 18) 에 역방향전압으로서 인가된다. 이 때문에, 유기 EL 소자 (16 또는 18) 에 인가된 역방향전압은 적당한 값이고, 유기 EL 소자 (16 또는 18) 의 발광 강도의 저하를 억제한다. 이 결과로, 발광 디바이스 (10) 는 긴 시간동안 높은 발광 강도를 유지할 수 있다.
상술한 실시형태에서, 제 2 유기 EL 소자 (18) 는 제 1 유기 EL 소자 (16) 에 병렬로 접속되지만, 본 발명이 이 구성에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 도 12 에서 도시된 바와 같이, 저항 (R) 은 유기 EL 소자 (16) 에 병렬로 접속될 수도 있다. 이러한 타입의 구성으로, 역방향전압이 정전류원으로부터 유기 EL 소자 (16) 에 인가되는 경우, 정전류원으로부터의 전류가 저항 (R) 으로 흐른다. 이 때문에, 정전류원이 유기 EL 소자 (16) 에 역방향전압을 인가하도록 채용되는 경우조차도, 과도한 역방향전압이 유기 EL 소자 (16) 에 인가되지 않는다. 즉, 유기 EL 소자가 정전류원에 접속되고 유기 EL 소자에 역방향전압을 인가하기 위해 시도하는 경우, 역방향전압에 대해 유기 EL 소자의 임피던스가 매우 높기 때문에, 초과전압은 역방향전압으로서 유기 EL 소자에 인가된다. 초과 역방향전압이 유기 EL 소자에 인가되는 경우, 유기 EL 소자의 내구성이 심하게 손상된다. 그러 나, 도 12에서 도시된 바와 같이, 유기 EL 소자 (16) 에 병렬로 저항 (R) 을 접속하여, 전류가 정전류원으로부터 저항 (R) 으로 흐르고, 정전류원이 유기 EL 소자 (16) 에 역방향전압을 인가하도록 채용될지라도 초과전압이 유기 EL 소자 (16) 에 인가되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 13 에서 도시된 바와 같이, 저항 (R) 및 저항 (R) 에 직렬로 접속된 다이오드 (D) 가 채용될 수도 있다. 저항 (R) 과 다이오드 (D) 의 조합이 사용되는 경우, 다이오드 (D) 의 애노드는 유기 EL 소자 (16) 의 캐소드에 접속되고 다이오드 (D) 의 캐소드는 저항 (R) 을 통해 유기 EL 소자 (16) 의 애노드에 접속된다. 이 타입의 구성에 따라, 순방향전압이 유기 EL 소자 (16) 에 인가되는 경우, 전류가 저항 (R) 과 다이오드 (D) 를 통해 거의 흐르지 않아서, 비경제적인 전력의 소모를 억제한다.
또한, 도 14 에서 도시된 바와 같이, 저항 (R) 및 저항 (R) 에 직렬로 접속된 다이오드 (D) 를 채용할 수도 있다. 저항 (R) 과 다이오드 (D) 의 조합이 사용되는 경우, 다이오드 (D) 의 애노드는 유기 EL 소자 (16) 의 캐소드에 저항 (R) 을 통해 접속되고 다이오드 (D) 의 캐소드는 EL 소자 (16) 의 애노드에 접속된다. 이 타입의 구성에 따라, 순방향전압이 유기 EL 소자 (16) 에 인가되는 경우, 전류가 저항 (R) 과 다이오드 (D) 를 통해 거의 흐르지 않아서, 비경제적인 전력의 소모를 억제한다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 제 2 실시형태에 따라 발광 디바이스 (35) 를 설명할 것이다. 도 3 에서 도시된 바와 같이, 발광 디바이스 (35) 는 복수의 유기 EL 소자 (21 내지 26) 를 포함한다. 유기 EL 소자 (21 내지 26) 는 그 발광면이 스트라이프형 또는 선형이도록 형성된다. 유기 EL 소자 (21 내지 26) 는 각 소자의 길이 방향이 수평이 되도록 배치되고 수직 방향으로 정렬된다.
도 3 으로부터 명백한 바와 같이, 유기 EL 소자 (21) 는 발광 유닛을 형성하기 위해 유기 EL 소자 (24) 에 병렬로 접속되고, 그 양 단자는 정전류원 (33) 에 접속된다 (도 4 참조). 유사하게, 유기 EL 소자 (22) 가 발광 유닛을 형성하기 위해 유기 EL 소자 (24) 에 병렬로 접속되고, 그 양 단자가 정전류원 (33) 으로 접속된다. 또한, 유기 EL 소자 (23) 가 발광 유닛을 형성하기 위해 유기 EL 소자 (26) 에 병렬로 접속되고, 그 양 단자가 정전류원 (33) 에 접속된다.
제 1 실시형태의 유기 EL 소자 (16 및 18) 의 구성이 유기 EL 소자 (21-26) 의 구성으로서 사용될 수 있다는 점을 주목한다.
발광 디바이스 (35) 의 회로 구성이 도 4 에 도시된다. 도 4 에서 도시된 바와 같이, 유기 EL 소자 (21 및 24) 는 스위치 (27 및 28) 를 통해 정전류원 (33) 으로 접속되고, 유기 EL 소자 (22 및 25) 는 스위치 (29 및 30) 를 통해 정전류원 (33) 에 접속되고, 유기 EL 소자 (23 및 26) 는 스위치 (31 및 32) 를 통해 정전류원 (33) 에 접속된다. 유기 EL 소자 (21 및 24) 및 정전류원 (33) 사이의 접속 구성, 유기 EL 소자 (22 및 25) 및 정전류원 (33) 사이의 접속 구성 및 유기 EL 소자 (23 및 26) 및 정전류원 (33) 사이의 접속 구성이 전술된 제 1 실시형태의 구성과 동일하다. 또한, 유기 EL 소자 (21 및 24) 에 의해 구성된 발광 유닛, 유기 EL 소자 (22 및 25) 에 의해 구성된 발광 유닛 및 유기 EL 소자 (23 및 26) 에 의해 구성된 발광 유닛이 정전류원 (33) 과 병렬로 접속된다.
스위치 (27 내지 32) 의 전환이 제어 회로 (37) 에 의해 제공된다는 것을 주목한다. 스위치 (27) 와 스위치 (28) 가 동시에 전환되고, 스위치 (29) 와 스위치 (30) 도 동시에 전환되며, 스위치 (31) 및 스위치 (32) 도 동시에 전환된다.
도 5 가 유기 EL 소자 (21 내지 26) 의 점등과 소등의 일시적인 변화를 도시하고, 도 6 이 도 5 에서 도시된 각 타이밍에서 유기 EL 소자 (21 내지 26) 의 점등 상태를 개략적으로 도시한다. 도 5 에서, 유기 EL 소자 (21) 가 제 1 유기 EL 소자로 표현되고, 유기 EL 소자 (22) 가 제 2 유기 EL 소자로 표현되고, 유기 EL 소자 (23) 가 제 3 유기 EL 소자로 표현되고, 유기 EL 소자 (24) 가 제 4 유기 EL 소자로 표현되고, 유기 EL 소자 (25) 가 제 5 유기 EL 소자로 표현되고, 유기 EL 소자 (26) 가 제 6 유기 EL 소자로 표현된다는 점을 주목한다. 또한, 도 6 에서, 소등된 유기 EL 소자가 유색으로 도시된다.
도 5 및 도 6 에서 도시된 바와 같이, 주기 (t1) 에서, 유기 EL 소자 (21, 22, 23) 가 점등되고, 유기 EL 소자 (21, 22, 23) 에 병렬로 접속된 유기 EL 소자 (24, 25, 26) 가 소등된다. 점등된 유기 EL 소자 (21, 22, 23) 의 애노드와 캐소드 사이의 전위차가 소등된 유기 EL 소자 (24, 25, 26) 에 역방향전압으로서 인가된다.
다음으로, 주기 (t2) 에서, 유기 EL 소자 (22, 23, 24) 가 점등되고, 유기 EL 소자 (22, 23, 24) 에 병렬로 접속된 유기 EL 소자 (25, 26, 21) 가 소등된다. 역방향전압이 주기 (t1) 에서와 동일한 방식으로 소등된 유기 EL 소자 (25, 26, 21) 에 인가된다.
동일하게, 점등된 유기 EL 소자가 순차적으로 변경되고, 역방향전압이 그 응답으로 인가되는 유기 EL 소자도 순차적으로 변경된다.
전술한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 제 2 실시형태의 발광 디바이스 (35) 와 함께, 각각의 유기 EL 소자 (21 내지 26) 가 반복적으로 점등되고 소등되며, 역방향전압이 소등된 동안 인가된다. 따라서, 유기 EL 소자 (21 내지 26) 의 발광 강도의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 전류가 정전류원 (33) 으로부터 유기 EL 소자 (21 내지 26) 에 인가되고, 3 개의 유기 EL 소자가 각 주기 (t1 내지 t6) 동안 점등된다. 이 때문에, 균일한 강도의 전류가 점등된 유기 EL 소자 (21 내지 26) 로 흐르고, 그 발광 강도가 균일하게 될 수 있다.
또한, 유기 EL 소자 (21 내지 26) 에 정전류원 (33) 을 이용하여 역방향전압을 인가하더라도, 2 개의 유기 EL 소자 ((21, 24), (22, 25), (23, 26)) 가 병렬식으로 접속되어, 하나의 발광 유닛을 형성하기 위해 각각의 유기 EL 소자 (21 내지 26) 의 역방향전압이 초과되지 않고, 소자의 열화를 방지할 수 있다.
(제 3 실시형태)
다음으로, 제 3 실시형태에 따른 발광 디바이스 (40) 를 설명한다. 도 7 에서 도시되는 바와 같이, 발광 디바이스 (40) 는 정전류원 (42) 및 복수의 유기 EL 소자 (44 내지 49) 를 포함한다. 제 2 실시형태와 유사하게, 유기 EL 소자 (44 내지 49) 는 그 발광면이 스트라이프형 또는 선형이도록 형성된다. 또한 유기 EL 소자 (44 내지 49) 는 각 소자의 길이 방향이 수평이 되도록 배치되고 수직 방향으로 정렬된다.
각각의 유기 EL 소자 (44 내지 49) 의 애노드가 스위치 (56b 내지 61b) 를 통해 정전류원 (42) 에 각각 접속된다. 스위치 (56b 내지 61b) 는 유기 EL 소자 (44 내지 49) 의 애노드가 정전류원 (42) 의 포지티브 단자에 접속되는 상태와 네거티브 단자에 접속되는 상태 사이에서 전환한다.
각각의 유기 EL 소자 (44 내지 49) 의 캐소드는 스위치 (56a 내지 61a) 를 통해 정전류원 (42) 에 각각 접속된다. 스위치 (56a 내지 61a) 는 유기 EL 소자 (44 내지 49) 의 캐소드가 정전류원 (42) 의 포지티브 단자에 접속되는 상태와 네거티브 단자에 접속되는 상태 사이에서 전환한다.
유기 EL 소자 (44) 의 양 전극 상에 배치된 스위치 (56a, 56b) 가 동시에 전환된다. 예를 들면, 유기 EL 소자 (44) 의 애노드가 정전류원 (42) 의 포지티브 단자에 접속되는 경우, 유기 EL 소자 (44) 의 캐소드는 정전류원 (42) 의 네거티브 단자에 접속되고, 순방향전압이 유기 EL 소자 (44) 에 인가된다. 스위치 (56a, 56b) 를 동시에 전환하여, 순방향전압과 역방향전압이 유기 EL 소자 (44) 에 인가될 수 있다.
유사하게, 유기 EL 소자 (45 내지 49) 의 각 스위치 (57b 내지 61b) 도 해당 스위치 (57a 내지 61a) 와 동시에 전환된다. 따라서, 순방향전압과 역방향전압이 유기 EL 소자 (45 내지 49) 에 인가된다.
스위치 (56a 내지 61a) 와 스위치 (56b 내지 61b) 의 전환은 제어 회로 (68) 에 의해 수행된다. 본 실시형태에서, 역방향전압이 유기 EL 소자 (44 내지 49) 중 하나에 인가되고 순방향전압이 다른 유기 EL 소자에 인가되도록, 스위치 (56a 내지 61a) 와 스위치 (56b 내지 61b) 는 전환된다. 도 7 에 도시된 예에서, 역방향전압은 유기 EL 소자 (45) 에 인가되고 순방향전압은 유기 EL 소자 (44, 46 내지 49) 에 인가된다.
전술한 실시형태에서, 전류는 정전류원 (42) 으로부터 각각의 유기 EL 소자 (44 내지 49) 로 공급되어 일정한 강도의 전류가 각각의 유기 EL 소자 (44 내지 49) 로 흐르고, 각각의 유기 EL 소자 (44 내지 49) 는 균일하게 발광한다. 또한, 역방향전압이 각각의 유기 EL 소자 (44 내지 49) 에 인가될 때 전위차는 점등된 유기 EL 소자의 양 전극의 전위차이고, 과도하지 않다. 이 때문에, 유기 EL 소자 (44 내지 49) 가 정전류원 (42) 으로 구동된다면, 과도한 역방향전압이 유기 EL 소자 (44 내지 49) 에 인가되지 않고, 유기 EL 소자 (44 내지 49) 의 열화를 방지할 수 있다.
전술한 제 3 의 실시형태에서, 유기 EL 소자 (44 내지 49) 중 하나의 유기 EL 소자가 소등되고, 나머지 모든 소자가 점등된다. 그러나, 소등된 유기 EL 소자의 수를 적절하게 조절할 수 있다. 예를 들면, 유기 EL 소자 (44 내지 49) 중 2 개 이상의 유기 EL 소자가 소등될 수도 있고 나머지 소자들이 점등될 수도 있다. 또한, 역방향전압은 유기 EL 소자 (44 내지 49) 가 소등되는 전체 주기 동안 인가될 수도 있지만, 역방향전압이 그 주기의 일부에만 인가될 수도 있다. 즉, 유기 EL 소자로의 역방향전압의 인가는 유기 EL 소자의 유기 발광층의 계면에 축적된 전하를 제거하기 위해 요구되는 경우에만 수행될 수도 있다.
(제 4 실시형태)
다음으로, 제 4 실시형태에 따른 디스플레이 디바이스를 설명할 것이다. 도 8 에서 도시된 바와 같이, 제 4 실시형태에 따른 디스플레이 디바이스는 액정 패널 (70) 및 액정 패널 (70) 의 후방에 배치된 백라이트 (83) 를 포함한다.
액정 패널 (70) 은 액티브 매트릭스형 액정 디스플레이로 잘 알려져 있고, 수평 방향 (즉, 부주사 (sub scanning) 방향) 으로 수직 구동 회로 (74) 로부터 확장하는 복수의 메인 주사선 (78) 과 수직 방향 (즉, 메인 주사 방향) 으로 수평 구동 회로 (72) 로부터 확장하는 복수의 부주사선 (76; 신호선) 을 갖는다. 화소 전극 (82) 은 부주사선 (76) 과 메인 주사선 (78) 의 교점에서 트랜지스터 (80) 를 통해 배치된다. 따라서, 복수의 화소 전극 (82) 은 액정 패널 (70) 상에 배치된다 (즉, 복수의 화소를 제공한다).
액정 패널 (70) 상의 이미지를 디스플레이하기 위해서, 하나의 메인 주사선 (78) 이 수직 구동 회로 (74) 에 의해 선택되는 상태 (즉, 선택된 메인 주사선 (78) 에 접속된 트랜지스터 (80) 가 턴온되는 상태) 에서, 이미지 신호 (이미지 데이터) 를 수평 구동 회로 (72) 로부터 각 신호선 (76) 으로 출력한다. 따라서, 이미지 신호에 대응하는 전압은 선택된 메인 주사선 (78) 에 대응하는 화소 전극 (82) 에 인가되고, 그 화소의 액정 분자는 거기에 인가된 전압에 응답하여 배향된다. 메인 주사선 (78) 을 선택하고 이미지 신호를 출력하여 전술한 바와 같이 이미지를 액정 패널 (70) 상에 디스플레이한다.
백라이트 (83) 는 복수의 유기 EL 소자 (84 내지 87) 를 포함한다. 각각의 유기 EL 소자 (84 내지 87) 는, 수평 방향으로 확장하고 액정 패널 (70) 의 각 메인 주사선 (78) 에 대응하는 스트라이프형 또는 선형 발광면을 갖는다. 즉, 각각의 유기 EL 소자 (84 내지 87) 는 메인 주사선 (78) 에 평행한 방향으로 확장하고, 복수의 유기 EL 소자 (84 내지 87) 는 메인 주사선 (78) 의 수직 방향으로 정렬된다. 제 2 또는 제 3 실시형태에서 전술된 발광 디바이스를 백라이트 (83) 내에 채용할 수 있다.
복수의 유기 EL 소자 (84 내지 87) 의 점등과 소등은 발광 제어회로 (88) 에 의해 제어된다. 발광 제어회로 (88) 는 액정 패널 (70) 의 이미지 신호의 출력에 응답하여 유기 EL 소자 (84 내지 87) 의 광을 제어한다. 예를 들면, 도 9 에서 도시된 바와 같이, 액정 패널 (70) 의 하나의 메인 주사선 (78) 이 수직 구동 회로 (74) 에 의해 선택되는 경우 (ON), 그 메인 주사선 (78) 에 대응하는 유기 EL 소자 (84) 가 소등된다. 그리고나서, 메인 주사선 (78) 의 선택이 완료된 후 (시간 t2), 소정 시간 주기가 만료되는 경우 (각 액정 분자가 배향하는 시간; 시간 t3), 유기 EL 소자 (84) 가 점등된다. 이런 식으로, 액정 패널 (70) 상에 디스플레이된 동영상의 품질은, 백라이트 (83) 의 유기 EL 소자 (84 내지 87) 를 점등 및 소등하는 액정 패널 (70) 의 수직 주사에 동기하여 개선될 수 있다.
역방향전압은 전술된 제 3 실시형태의 구성을 사용하여 소등된 각각의 유기 EL 소자 (84 내지 87) 에 인가될 수 있다. 따라서, 유기 EL 소자 (84 내지 87) 의 발광 강도의 저하를 억제할 수 있다.
(제 5 실시형태)
다음으로, 제 5 실시형태에 따른 디스플레이 디바이스를 설명한다. 도 10 및 도 11 에서 도시된 바와 같이, 제 5 실시형태에 따른 디스플레이 디바이는 액정 패널 (100) 및 액정 패널 (100) 의 후방에 배치된 백라이트 (92) 에 의해 구성된다.
액정 패널 (100) 은 액티브 매트릭스형 액정 디스플레이로 잘 알려져 있고, 수평 방향 (즉, 부주사 방향) 으로 수직 구동 회로 (104) 로부터 확장하는 복수의 메인 주사선 (108) 과 수직 방향 (즉, 메인 주사 방향) 으로 수평 구동 회로 (102) 로부터 확장하는 복수의 부주사선 (106; 신호선) 을 갖는다. 화소 전극 (100c) 은 부주사선 (106) 과 메인 주사선 (108) 의 교점에서 트랜지스터 (100b) 를 통해 배치된다. 따라서, 복수의 화소 전극 (100c) 은 액정 패널 (100) 상에 배치된다 (즉, 복수의 화소를 제공한다).
액정 패널 (100) 상의 이미지를 디스플레이하기 위해서, 이미지 신호 (이미지 데이터) 는, 하나의 메인 주사선 (108) 이 수직 구동 회로 (104) 에 의해 선택되는 상태 (즉, 선택된 메인 주사선 (108) 에 접속된 트랜지스터 (100b) 가 턴온되는 상태) 에서, 수평 구동 회로 (102) 로부터 각 신호선 (106) 으로 출력된다. 따라서, 이미지 신호에 대응하는 전압은 선택된 메인 주사선 (108) 에 대응하는 화소 전극 (100c) 에 인가되고, 그 화소의 액정 분자는 거기에 인가된 전압에 응답하여 배향된다. 메인 주사선 (108) 을 선택하고 이미지 신호를 출력하여 전술한 바와 같이 액정 패널 (100) 상에 이미지가 디스플레이된다.
백라이트 (92) 는 수직 방향으로 확장하는 스트라이프형 또는 선형 발광면을 갖는 복수의 유기 EL 소자 (94a, 94b, 94c, 94d, 94e, ...) 를 포함한다. 도 11 에서 도시된 바와 같이, 복수의 유기 EL 소자 (94a, 94b, 94c, 94d, 94e, ...) 는 액정 패널 (100) 의 하나의 화소 (100a) 에 대해 수평 방향으로 정렬된다. 전술한 실시형태 (예를 들면 제 3 또는 제 4 실시형태) 의 구성은 유기 EL 소자 (94a, 94b, 94c, 94d, 94e, ...) 를 구동하는 구동 회로의 구성으로 사용될 수 있다. 또한, 유기 EL 소자 (94a, 94b, 94c, 94d, 94e, ...) 의 발광 제어는 발광 제어회로 (98) 에 의해 수행된다.
도 11 에서 도시된 바와 같이, 렌티큘러 렌즈 (96) 는 액정 패널 (100) 의 전방에 배치된다. 따라서, 액정 패널 (100) 상의 이미지는 렌티큘러 렌즈 (96) 를 통해 가시화된다.
여기에서, 복수의 유기 EL 소자 (94a, 94b, 94c, 94d, 94e, ...) 가 액정 패널 (100) 의 하나의 화소 (100a) 에 대해 수평 방향으로 정렬된다. 이 때문에, 유기 EL 소자 (94a) 가 점등될 때 화소 (100a) 의 이미지가 가시화하는 위치는 유기 EL 소자 (94b) 가 점등될 때 화소 (100a) 의 이미지가 가시화하는 위치와 다르다. 따라서, 액정 패널 (100) 상에 디스플레이된 이미지는 백라이트 (92) 의 유기 EL 소자 (94a, 94b, 94c, 94d, 94e, ...) 의 점등을 변경시키는 발광 제어회로 (98) 를 가지고 상이한 위치에서 가시화될 수 있다. 따라서, 3 차원 이미지는 본 실시형태의 디스플레이 디바이스에 디스플레이될 수 있다. 일본 공개특 허공보 제 2005-10302호에서 개시된 기술은 액정 패널 (100) 의 이미지 디스플레이 제어와 백라이트 (92) 의 발광 제어에 채용된다.
또한, 유기 EL 소자 (94a, 94b, 94c, 94d, 94e, ...) 는 점등 및 소등되고, 유기 EL 소자 (94a, 94b, 94c, 94d, 94e, ...) 가 소등되는 동안 상기 각 실시형태에서 개시된 방법을 이용하여, 역방향전압이 인가될 수 있다. 이 때문에, 유기 EL 소자 (94a, 94b, 94c, 94d, 94e, ...) 의 발광 강도의 저하를 억제할 수 있다.
끝으로, 바람직한 실시형태를 상세하게 설명하였지만, 본 실시형태는 한정이 아닌 예시적인 것이다. 첨부된 청구범위의 정신 또는 범위로부터 벗어나지 않은 채 다양한 변경과 변형이 이루어질 수 있다. 또한, 여기에 개시된 추가적인 특징과 양태는 개별적으로 또는 상기 양태 및 특징과 조합하여 이용될 수도 있다.
본 발명에 따른 발광 디바이스를 사용하면, 유기 EL 소자에 역방향전압을 인가하여 유기 EL 소자의 발광 강도의 저하를 억제할 수 있고, 유기 EL 소자에 순방향전압을 인가하는 경우 유기 EL 정전류가 흐르게 하는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 정전류원;
    상기 정전류원에 접속된 제 1 유기 EL (ElectroLuminescent) 소자;
    상기 정전류원으로부터 상기 제 1 EL 소자에 인가된 전압의 방향을 전환하는 스위치; 및
    상기 제 1 유기 EL 소자에 병렬로 접속되는 전위차 발생수단을 구비하고,
    상기 제 1 유기 EL 소자를 소등하는 역방향전압이 상기 제 1 유기 EL 소자에 인가될 때, 상기 정전류원으로부터의 전류가 상기 전위차 발생수단으로 흐르고 상기 전위차 발생수단은 전위차를 발생시키는, 발광 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전위차 발생수단은 제 2 유기 EL 소자를 구비하고,
    상기 제 2 유기 EL 소자의 애노드는 상기 제 1 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되고,
    상기 제 2 유기 EL 소자의 캐소드는 상기 제 1 유기 EL 소자의 애노드에 접속되는, 발광 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전위차 발생수단은 저항을 구비하는, 발광 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전위차 발생수단은 상기 저항과 직렬로 접속된 다이오드를 더 구비하고,
    상기 다이오드의 애노드는 상기 저항을 통해 상기 제 1 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되고,
    상기 다이오드의 캐소드는 상기 제 1 유기 EL 소자의 애노드에 접속되는, 발광 디바이스.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전위차 발생수단은 상기 저항과 직렬로 접속된 다이오드를 더 구비하고,
    상기 다이오드의 애노드는 상기 제 1 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되고,
    상기 다이오드의 캐소드는 상기 저항을 통해 상기 제 1 유기 EL 소자의 애노드에 접속되는, 발광 디바이스.
  6. 복수의 유기 EL 소자;
    상기 복수의 유기 EL 소자의 각각에 접속되고, 상기 복수의 유기 EL 소자의 각각에 전류를 공급하는 정전류원; 및
    상기 복수의 유기 EL 소자의 각각의 점등과 소등을 전환하기 위한 발광 제어 회로를 구비하고,
    각각의 유기 EL 소자는, 점등된 다른 유기 EL 소자에 인가된 순방향전압을 사용하여, 각각의 유기 EL 소자가 소등되는 시간 주기의 적어도 일부 동안, 역방향전압으로 인가되는, 발광 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 유기 EL 소자 중 2 개의 유기 EL 소자가 발광 유닛을 형성하고, 그 발광 유닛에서 상기 2 개의 유기 EL 소자는 병렬로 접속되며,
    상기 발광 유닛의 상기 유기 EL 소자 중 하나의 유기 EL 소자의 애노드는 다른 유기 EL 소자의 캐소드에 접속되고, 상기 하나의 유기 EL 소자의 캐소드는 상기 다른 유기 EL 소자의 애노드에 접속되고,
    상기 발광 제어회로는 상기 정전류원으로부터 상기 발광 유닛에 인가된 상기 전압의 방향을 전환하는, 발광 디바이스.
  8. 복수의 화소 및, 각각의 메인 주사선 상의 각 화소에 이미지 신호를 출력하는 이미지 신호 출력회로를 구비하는 액정 패널; 및
    상기 액정 패널을 조명하기 위해 상기 액정 패널의 후방에 배치되는 발광 디바이스를 구비하고,
    상기 발광 디바이스는 복수의 유기 EL 소자, 상기 복수의 유기 EL 소자의 각각에 전류를 공급하는 정전류원, 및 상기 복수의 유기 EL 소자의 점등과 소등을 전 환하는 발광 제어회로를 구비하고,
    각각의 유기 EL 소자는, 점등된 다른 유기 EL 소자에 인가된 순방향전압을 사용하여 각각의 유기 EL 소자가 소등되는 시간 주기의 적어도 일부 동안, 역방향전압으로 인가되고,
    상기 발광 제어회로는, (1) 이미지 신호가 하나의 메인 주사선 상의 각 화소로 출력되는 동안, 데이터가 출력되는 액정 패널의 하나의 메인 주사선에 대응하는 상기 유기 EL 소자를 소등하고, (2) 상기 메인 주사선으로 이미지 신호의 출력이 완료된 후에 소정 시간에 상기 메인 주사선에 대응하는 상기 유기 EL 소자를 점등하는, 디스플레이 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 유기 EL 소자는 상기 메인 주사선에 평행한 방향으로 확장하고, 상기 복수의 유기 EL 소자는 상기 메인 주사선에 수직인 방향으로 정렬되는, 디스플레이 디바이스.
  10. 복수의 유기 EL 소자;
    상기 복수의 유기 EL 소자의 전방에 배치되는 액정 패널로서, 복수의 화소 및, 상기 액정 패널의 각 메인 주사선 상의 각 화소로 이미지 신호를 출력하는 이미지 신호 출력회로를 구비하고, 각 화소는 상기 복수의 유기 EL 소자로부터 광을 통해 이미지를 디스플레이하는, 상기 액정 패널;
    상기 복수의 유기 EL 소자의 점등과 소등을 전환하는 발광 제어회로; 및
    상기 액정 패널의 상기 전방에 배치되어 상기 각 화소를 통과하는 상기 유기 EL 소자로부터의 광을 방향지우는 방향성 투명 부재를 구비하고,
    각각의 유기 EL 소자는 상기 액정 패널의 상기 메인 주사선에 수직인 방향으로 확장하고, 상기 복수의 유기 EL 소자는 상기 액정 패널의 상기 메인 주사선에 평행한 방향으로 정렬되고,
    상기 발광 제어회로는, (1) 상기 복수의 유기 EL 소자 중 몇몇의 유기 EL 소자를 점등하고 나머지 유기 EL 소자를 소등하며, (2) 점등된 다른 유기 EL 소자에 인가된 순방향전압을 사용하여, 상기 유기 EL 소자가 소등되는 시간 주기의 적어도 일부 동안, 상기 소등된 유기 EL 소자에 역방향전압을 인가하는, 디스플레이 디바이스.
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