KR20070020051A - 색도 조정 가능한 유기 일렉트로루미네선스 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 발광 휘도를 일정하게 유지하면서 발광 색도를 조정 가능한 유기 일렉트로루미네선스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고, 본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 장치는, 전극간에 구동 전류 밀도에 따른 색도의 백색을 발광하는 유기 일렉트로루미네선스층을 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자와, 유기 일렉트로루미네선스 소자를 전류로 구동하고, 색도 조정 입력에 따라, 구동 전류의 제어와 단위 시간당 전류 구동 시간의 제어를 실시하는 구동 유닛을 갖는다. 그리고, 구동 유닛은 제 1 색도 조정 입력에 대하여 구동 전류를 제 1 전류값으로, 전류 구동 시간을 제 1 시간으로 각각 제어하고, 제 2 색도 조정에 대하여 구동 전류를 상기 제 1 전류값보다 큰 제 2 전류값으로, 전류 구동 시간을 상기 제 1 시간보다 짧은 제 2 시간으로 각각 제어하고, 유기 일렉트로루미네선스 소자의 발광 휘도를 거의 일정하게 유지하면서 발광 색도를 조정한다. 이에 따르면, 발광 색도를 조정하는 색도 조정 입력에 따라, 유기 발광 소자에 대한 구동 전류값을 제어하여 색도 조정 입력에 대응하는 발광 색도로 조정함과 함께, 당해 구동 전류값의 제어에 대응하여 단위 시간당 전류 구동 시간을 조정하여, 발광 휘도를 거의 일정하게 유지할 수 있으며, 발광 휘도를 변경하지 않고 원하는 발광 색도로의 조정을 가능하게 한다.
유기 일렉트로루미네선스
Description
기술분야
본 발명은, 유기 일렉트로루미네선스 장치에 관한 것으로, 특히 백색 발광하고, 그 백색의 휘도를 일정하게 유지하면서 색도를 조정할 수 있는 유기 일렉트로루미네선스 장치에 관한 것이다.
배경기술
유기 일렉트로루미네선스 (EL) 소자는 전류 구동됨으로써 스스로 발광하고 (자발광), 전류 구동에 대해서 고속으로 응답할 수 있다 (고속 응답) 는 특징을 가지고, 플랫 패널 디스플레이 장치로의 적용이 기대되고 있다. 한편, 유기 EL 소자는 박형, 경량이며, 대면적에서 균일하게 발광할 수 있다는 특징을 가지고, 조명 장치에 대한 적용도 가능하다.
유기 EL 소자는 정공 수송성과 전자 수송성 각각의 유기 박막을 적층한 적층형 소자의 보고 (C.W. Tang and S.A. VanSlyke, Applied Physics Letters vol.51, 913(1987) (이하, 비특허문헌 1)) 이래, 10V 이하의 저전압에서 발광하는 대면적 발광 소자로서 관심을 모으고 있다. 이 적층형 유기 EL 소자는 기본적으로, 정극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/부극의 적층 구성을 갖는다. 이 경우, 발광층으로서 상기 비특허문헌 1 의 2 층형 소자의 경우와 같이, 정공 수송층 또는 전자 수송층이 그 발광층의 기능을 겸하는 구성도 가능하다. 또, 고발광 효율의 유기 EL 소자를 얻기 위해, 발광층의 구성으로서 1 종류의 재료로 형성되는 단독막에 추가로, 주성분인 호스트 재료 중에 형광 발광성이 높은 색소 분자 (게스트 재료) 를 소량 도핑하는 색소 도핑막이 고안되어 있다 (C.W. Tang, S.A. VanSlyke, and C.H. Chen, Applied Physics Letters vol.65, 3610(1989) (이하, 비특허문헌 2)).
유기 EL 소자를 이용하여 단색 발광의 표시 장치가 제안되어 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2003-234181호 (이하, 특허문헌 1)). 이 특허문헌 1 에 의하면, 청색 발광층과 황색 발광층을 정공 주입층과 전자 주입층 사이에 적층하여 백색 발광하는 매트릭스 상의 화소를 갖는 유기 EL 표시 장치가 개시되어 있다. 그리고, 구동 전압을 일정하게 하여 발광 색도를 변경하지 않고, 발광 펄스폭 변조에 의해 휘도 조정을 실시하는 것이 개시되어 있다.
발명의 개시
그러나, 상기의 선행 기술인 비특허문헌 1, 2 나 특허문헌 1 에는, 백색 발광을 이용한 조명 장치 또는 표시 장치에 있어서, 발광 휘도를 일정하게 유지하면서 원하는 색도로 조정할 수 있는 것에 대한 개시는 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 발광 휘도를 일정하게 유지하면서 발광 색도를 조정 가능한 유기 일렉트로루미네선스 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 1 측면은, 전극 간에 구동 전류 밀도에 따른 색도의 백색을 발광하는 유기 일렉트로루미네선스층을 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자와, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 전류로 구동하고, 색도 조정 입력에 따라, 상기 구동 전류의 제어와 단위 시간당 전류 구동 시간의 제어를 실시하는 구동 유닛을 가지고,
상기 구동 유닛은 제 1 색도 조정 입력에 대하여 상기 구동 전류를 제 1 전류값으로, 상기 전류 구동 시간을 제 1 시간으로 각각 제어하고, 제 2 색도 조정에 대하여 상기 구동 전류를 상기 제 1 전류값보다 큰 제 2 전류값으로, 상기 전류 구동 시간을 상기 제 1 시간보다 짧은 제 2 시간으로 각각 제어하고, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자의 발광 휘도를 거의 일정하게 유지하면서 발광 색도를 조정하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치이다.
제 1 측면에 의하면, 발광 색도를 조정하는 색도 조정 입력에 따라, 유기 발광 소자에 대한 구동 전류값을 제어하여 색도 조정 입력에 대응하는 발광 색도로 조정함과 함께, 당해 구동 전류값의 제어에 대응하여 단위 시간당 전류 구동 시간을 조정하여 발광 휘도를 거의 일정하게 유지할 수 있고, 발광 휘도를 변경하지 않고 원하는 발광 색도로의 조정을 가능하게 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치를 제공할 수 있다. 이러한 유기 일렉트로루미네선스 장치를 조명 장치로서 이용 하거나 액정 표시 장치의 백라이트에 이용할 수 있다. 또, 유기 일렉트로루미네선스 장치는 세그먼트 표시 장치의 발광 세그먼트로서도 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 구동 전류 조정에 의한 색도 조정법을 개시하였지만, 구동 전압 조정에 따라서 색도 조정을 실시해도 된다. 즉, 유기 EL 소자의 전압 - 전류 특성은 일의적으로 결정되므로, 본 발명에 개시된 제어하고자 하는 전류 밀도가 되도록 전압값을 변화시켜도 동일하게 색도 조정이 가능하다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 실시형태에 있어서의 유기 일렉트로루미네선스 장치의 구성도이다.
도 2 는 본 실시형태에 있어서의 구동 유닛의 일례를 나타내는 구조도이다.
도 3 은 유기 EL 층의 전류 밀도와 발광 색도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4 는 유기 EL 층의 전류 밀도와 발광 휘도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 실시형태에 있어서의 유기 EL 소자의 구동 펄스의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6 은 실시형태예 1 에 있어서의 유기 EL 장치의 구성이다.
도 7 은 실시형태예 2 에 있어서의 유기 EL 장치의 구성이다.
도 8 은 시작(試作)한 유기 EL 소자의 전류 밀도와 듀티비에 대한 규격화된 평균 휘도와 색도 x, y 를 나타내는 도표이다.
도 9 는 유기 재료의 구조식을 나타내는 도면이다.
도 10 은 본 실시형태에 있어서의 구동 유닛의 다른 예를 나타내는 구조도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도면에 따라 본 발명의 실시형태예를 설명한다.
도 1 은 본 실시형태에 있어서의 유기 일렉트로루미네선스 장치의 구성도이다. 이 유기 EL 장치는 투명 기판 (10) 상에 형성된, 투명 전극, 예를 들어 ITO 로 이루어지는 양극층 (12) 과, 예를 들어 알루미늄으로 이루어지는 음극층 (24) 과, 양극층 (12) 과 음극층 (24) 사이에 형성된 백색을 발광하는 유기 EL 층을 갖는 유기 EL 소자 (100) 와, 양극층 (12) 과 음극층 (24) 에 접속되고 구동 전류 (Id) 를 공급하는 구동 유닛 (26) 을 갖는다. 그리고, 백색을 발광하는 유기 EL 층은 양극층 (12) 으로부터의 정공을 공급하는 정공 수송층 (14) 과, 음극층 (24) 으로부터 전자를 공급하는 전자 수송층 (22) 과, 그들 수송층 사이에 형성된 적색 발광층 (16) 과 청색 발광층 (18) 과 녹색 발광층 (20) 으로 이루어지는 발광층을 갖는다. 이들 층 (14 내지 22) 은 유기 재료층에 의해 형성된다. 전극과 발광층 사이에 정공 수송층 (14) 과 전자 수송층 (22) 을 형성함으로써, 높은 발광 효율을 갖게 할 수 있다.
발광층은 백색 발광을 얻을 수 있으면 되고, 발광층 중에 복수의 색소, 예를 들어 적색 발광, 청색 발광, 녹색 발광 3 종류의 색소를 도핑함으로써, 백색을 발광시킬 수 있다. 발광층은 도 1 에 나타내는 바와 같이, 적색 발광층, 청색 발광층, 녹색 발광층의 3 층 구조일 필요는 없고, 후술하는 바와 같이, 단일 유기 재료층에서 적색과 청색을, 청색과 녹색을, 또는 녹색과 적색을 발광하도록 해도 된다. 또한, 단일 유기 재료층에서 적색, 청색, 녹색 전부를 발광하도록 해도 된다.
또한, 정공 수송층 (14) 이나 전자 수송층 (22) 과 공통의 발광층으로 해도 된다. 즉, 정공 수송층/발광층겸 전자 수송층, 정공 수송층겸 발광층/전자 수송층이라는 구성으로 해도 된다.
도 2 는 본 실시형태에 있어서의 구동 유닛의 일례를 나타내는 구조도이다. 이 구동 유닛 (26) 은 유기 EL 소자 (100) 에 공급되는 전류원 (Id) 과, 그 전류원 (CS) 을 유기 EL 소자 (100) 에 접속하여 구동 전류 (Id) 를 공급하는 구동 스위치 (SW) 와, 전류원 (CS) 의 전류값 (Id) 을 색도 조정 입력 (28) 에 따라 제어하는 전류 제어 회로 (32) 와, 구동 스위치 (SW) 의 도통 시간을 색도 조정 입력 (28) 에 따라 제어하는 구동 시간 제어 회로 (34) 와, 색도 조정 입력 (28) 에 따라 전류 제어 회로 (32) 와 구동 시간 제어 회로 (34) 를 제어하는 색도 조정 회로 (30) 를 갖는다. 전류 제어 회로 (32) 는 전류원 (CS) 의 구동 전류 (Id) 의 크기를 제어하고, 구동 시간 제어 회로 (34) 는 구동 스위치 (SW) 의 도통 구동 신호 (S34) 를 펄스폭 변조 (PWM) 한다. 이 색도 조정 회로 (30) 와, 전류 제어 회로 (32) 와, 구동 시간 제어 회로 (34) 란, 색도 조정 입력 (28) 에 따라, 조정된 발광 색도에 대응하는 구동 전류 (Id) 로 제어함과 함께, 그 제어된 구동 전류 (Id) 에 있어서 발광 휘도가 거의 일정해지는 단위 시간당의 구동 시간으로 구동 스위치 (SW) 를 도통시킨다.
유기 EL 소자 (100) 의 면적이 일정한 경우, 구동 전류 (Id) 를 변경함으로써 구동 전류 밀도를 변경할 수 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이, 구동 전류 밀도의 변경에 따라 발광 색도를 변경할 수 있다.
도 10 은 도 2 의 구동 유닛의 변형예를 나타내는 구조도이다. 도 2 와 상이한 곳은, 전류원 대신에 전압원 (VS) 이 형성되고, 전류 제어 회로 (32) 대신에 전압 제어 회로 (32V) 가 형성되어 있는 점이다. 즉, 전압 제어 회로 (32V) 가 전압원 (VS) 의 전압값을 제어함으로써, 유기 EL 소자에 공급되는 구동 전류 (Id) 를 변경할 수 있고, 그에 따라 EL 소자를 원하는 전류 밀도로 구동 할 수 있다. 그 이외의 동작은 도 2 와 동일하다.
도 3 은 유기 EL 층의 전류 밀도와 발광 색도의 관계를 나타내는 도면이다. 도 1 에 나타내는 유기 EL 소자에 공급하는 전류 밀도를 변화시키면, 발광하고 있는 백색광의 색도가 도시된 바와 같이 변화하는 것이, 본 발명에 의해 발견되었다. 즉, RGB 를 동시에 발광하는 유기 EL 소자의 경우에는, 전류 밀도가 변화함에 따라서 백색광의 발광 색도가 변화하는 것이다. 도 3 의 예에서는, 전류 밀도를 작게 하면 색도는 (x, y)=(0.52, 0.45) 로 변화하고, 한편, 전류 밀도를 크게 하면 색도는 (x, y)=(0.25, 0.30) 로 변화하고 있다. 즉, 전류 밀도에 따라서, 발광 색도가 (x, y)=(0.52, 0.45) 와 (x, y)=(0.25, 0.30) 사이에서 변화한다.
이 색도 변화가 생기는 원인은, 구동 전류 내지는 구동 전압의 변화에 대하여, 유기 EL 층 내의 발광 위치가 변화하는 것과, 각 발광색의 발광 개시 전압이 상이한 것에 있다고 생각된다. 본 실시형태의 유기 일렉트로루미네선스 장치는, 이러한 구동 전류 내지는 구동 전압에 대응하는 구동 전류 밀도에 의해 발광 백색광의 색도가 변화하는 유기 EL 소자를 이용하고 있다.
도 4 는 유기 EL 층의 전류 밀도와 발광 휘도의 관계를 나타내는 도면이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 발광 색도를 조정하기 위해서 전류 밀도를 변화시키면, 그에 따라서 발광 휘도가 선형으로 변화되고 만다. 그래서, 본 실시형태에서는, 구동 유닛이 유기 EL 소자에 대해서 펄스 구동에 의해 구동 전류를 공급한 다. 그리고, 발광 색도의 조정에 수반되어 전류 밀도를 변화시킨 경우에는, 발광 휘도를 일정하게 유지하기 위해, 변화시킨 전류 밀도에 따라서 구동 펄스의 듀티비를 변화시켜 단위 시간당의 발광 시간을 조정하고, 단위 시간당의 발광 휘도가 일정하게 유지되도록 한다. 즉, 전류 밀도를 낮게 한 경우에는, 듀티비를 높게 하여 간헐 발광의 발광 시간을 길게 하고, 전류 밀도의 저하에 수반되는 휘도 저하를 보충하고, 전류 밀도를 높게 한 경우에는, 듀티비를 낮게 하여 간헐 발광의 발광 시간을 짧게 하여, 전류 밀도의 상승에 수반되는 휘도 상승을 보충한다.
도 5 는 본 실시형태에 있어서의 유기 EL 소자의 구동 펄스의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5(a) 는 전류 밀도를 낮게 제어한 경우의 구동 펄스이다. 구동 펄스의 펄스폭 T(a) 가 길게 설정되고, 듀티비가 높게 설정되어 있다. 이러한 구동 펄스로 함으로써, 낮은 전류 밀도로 단위 시간당의 발광 휘도는 낮아지지만, 단위 시간당의 발광 시간을 길게 함으로써, 시간 평균된 발광 휘도는 소정의 값이 된다. 도 5(b) 는 전류 밀도를 높게 제어한 경우의 구동 펄스이다. 구동 펄스의 펄스폭 T(b) 이 짧게 설정되고, 듀티비가 낮게 설정되어 있다. 이러한 구동 펄스로 함으로써, 높은 전류 밀도로 단위 시간당의 발광 휘도는 높아지지만, 단위 시간당의 발광 시간을 짧게 함으로써, 시간 평균된 발광 휘도는 도 5(a) 의 소정의 값과 동등하게 할 수 있다. 또한, 발광 색도의 변화 범위는 유기 EL 소자의 색도 변화 특성에 의존하므로, 원하는 색도 변화 범위가 얻어지도록, 미리 소자 구성을 최적화해 두면 된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는 발광 색도를 조정할 때에는, 그 조정 입력에 대응하여, 구동 전류 밀도를 상하로 제어하고, 구동 전류 밀도의 제어에 대응하여 구동 펄스의 펄스폭을 단장(短長)으로 제어한다.
한편, 본 실시형태의 유기 EL 장치에 있어서, 발광 휘도의 조정이 실시되는 경우에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 그 발광 휘도 조정 입력 (36) 에 응답하여, 전류 밀도는 변경하지 않고 구동 펄스의 펄스폭을 조정한다. 즉, 발광 휘도를 저하시키는 발광 휘도 조정 입력에 대해서는, 구동 펄스의 펄스폭을 짧게 하도록 제어하고, 발광 휘도를 상승시키는 발광 휘도 조정 입력에 대해서는, 구동 펄스의 펄스폭을 길게 하도록 제어한다. 이에 따라, 발광 색도를 원하는 색도로 유지하면서 발광 휘도 조정 입력에 대응한 발광 휘도로 조정할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태의 유기 EL 장치에서는, 발광 색도는 발광 색도 조정 입력 (28) 에 의해 발광 휘도로 독립적으로 조정되고, 발광 휘도는 발광 휘도 조정 입력 (36) 에 의해 발광 색도로 독립적으로 조정된다.
참고로, 종래의 유기 EL 표시 장치에 있어서의 색도 조정에 대해 설명한다. 종래의 유기 EL 표시 장치는, 화소마다 RGB 의 발광을 실시하는 유기 EL 소자가 형성되어 있다. 그리고, 적색 발광 유기 EL 소자와, 청색 발광 유기 EL 소자와, 녹색 발광 유기 EL 소자가 독립적으로 전류 구동된다. 따라서, 백색 발광하기 위해서는, RGB 의 유기 EL 소자를 모두 발광시킬 필요가 있고, 또한, 그 백색 발광의 색도를 조정하기 위해서는, 각각의 유기 EL 소자의 발광 휘도를 조절하고, 발광 밸런스를 조정하여 원하는 백색광 색도로 할 필요가 있다.
또, 풀컬러의 액정 표시 장치에 있어서, 전면 백색 표시했을 때의 백색의 색 도를 조절하기 위해서는, RGB 화소에 있어서의 액정층으로의 구동 전압을 조절하고, 그 투과 특성을 조절하여 원하는 색도로 할 필요가 있다. 이와 같이, 유기 EL 표시 장치나 액정 표시 장치에서의 전면 백색 표시에서의 색 온도의 조절은 복잡해진다.
이에 반해, 본 실시형태의 유기 EL 장치에서는, 1 개의 유기 EL 소자로 백색 발광이 가능하고, 또한 그 전류 밀도를 변화시키면 발광 색도가 변화되므로, 그것을 이용하여 휘도를 일정하게 유지하면서 원하는 발광 색도의 백색 발광을 얻는 것이 간단한 구성에 의해 실현될 수 있다.
[실시형태예 1]
도 6 은 실시형태예 1 에 있어서의 유기 EL 장치의 구성도이다. 이 실시형태예 1 의 유기 EL 소자는, 유기 EL 층이 정공 주입층 (14A), 정공 수송층 (14B) 과, 적색 발광층 (16) 과, 청색 발광층 (18) 과, 정공 블록층 (40) 과, 전자 수송층겸 녹색 발광층 (42) 으로 구성된다. 이 구조의 제조 방법은 이하와 같다.
우선, ITO 전극 (12) 이 형성된 유리 기판 (10) 을 물, 아세톤, 이소프로필알코올에 의해 초음파 세정하고, 또한 원자외선 (UV) 오존 처리를 실시한 후, 진공 증착 장치 (1×10-6torr, 기판 온도는 실온) 를 이용하여, 이 위에 정공 주입층 (14A) 으로서 2-TNATA (4,4',4"-트리스(2-나프틸페닐아미노)트리페닐아민) 를 140㎚, 그 위에 정공 수송층 (14B) 으로서 α-NPD (N,N'-디나프틸-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민) 를 10㎚ 형성하였다. 이 2 중층 (14A, 14B) 위에, 적색 발광층 (16) 으로서 게스트 재료인 DCJTB (4-dicyanomethylene-6-cp-julolidinostyryl-2-tert-butyl-4H-pyran) 와 호스트 재료인 Alq3 (트리스(8-히드록시퀴놀리네이트)알루미늄) 을 동시 증착한 층 (증착비 DCJTB 1 분자에 대해 Alq3 99 분자) 을 1㎚, 그 위에 청색 발광층 (18) 으로서 게스트 재료인 t(bp)py (1,3,6,8-테트라비페닐피렌) 와 호스트 재료의 CBP (4,4'-비스(9-카르바졸릴)-비페닐) 를 동시 증착한 층 (증착비 t(bp)py 10 분자에 대해 CBP 90 분자) 을 20㎚ , 그 위에 정공 블로킹층 (40) 으로서 BAlq 를 10㎚, 그 위에 녹색 발광층겸 전자 수송층 (42) 으로서 Alq3 을 30㎚, 그 위에 불화 리튬을 0.5㎚, 또한 그 위에 음극층 (24) 으로서 Al 을 100㎚ 증착하였다. 불화리튬은 녹색 발광층겸 전자 수송층 (42) 의 전자 주입 기능을 강화하기 위한 것이다. 정공 블로킹층 (40) 은 정공 수송층 (14B) 으로부터 공급되는 정공의 일부를 블록하여 녹색 발광층 (42) 으로의 공급 정공의 수를 줄이는 기능을 갖는다.
상기의 유기 재료 2-TNATA, α-NPD, DCJTB, Alq3, t(bp)py, CBP, Balq 는 도 9 에 나타내는 구조식으로 이루어지는 재료이다.
도 8 은 시작한 유기 EL 소자의 전류 밀도와 듀티비에 대한, 규격화된 평균 휘도와 색도 x, y 를 나타내는 도표이다. 상기 실시형태예 1 의 유기 EL 소자에 대한 도표는, 도 8(a) 에 나타낸다. 상기와 같이 제작한 유기 EL 소자에 대하여, 발광시의 순간 전류 밀도를 5mA/㎠, 50mA/㎠, 500mA/㎠ 로 변화시키고, 이에 대응한 구동 듀티비를 (발광 기간: 휴지 기간)=(1:0), (1:9), (1:99) 로 변화시켜 구동시켰다. 이 구동시에 대하여, 전류 밀도 5mA/㎠ 시의 휘도로 규격화한 시간 평균 휘도와 발광 색도의 관계를 도 8(a) 에 나타낸다. 이 도표에 나타내는 바와 같이, 전류 밀도를 변화시킴으로써 색도를 조절할 수 있고, 그 전류 밀도의 변화에 따라 구동 펄스의 듀티비를 조절함으로써, 휘도를 소정 레벨로 유지할 수 있는 것이 확인된다.
[실시형태예 2]
도 7 은 실시형태예 2 에 있어서의 유기 EL 장치의 구성도이다. 이 실시형태예 2 의 유기 EL 소자는 유기 EL 층이, 정공 주입층 (14A), 정공 수송층 (14B) 과, 적색 및 청색 발광층 (44) 과, 정공 블록층 (40) 과, 전자 수송층겸 녹색 발광층 (42) 으로 구성된다. 이 구조의 제조 방법은 이하와 같다.
우선, ITO 전극이 형성된 유리 기판 (10) 을 물, 아세톤, 이소프로필알코올에 의해 초음파 세정하고, UV 오존 처리를 실시한 후, 진공 증착 장치 (1×10-6 torr, 기판 온도는 실온) 를 이용하여, 이 위에 정공 주입층 (14A) 으로서 2-TNATA 를 140㎚, 그 위에 정공 수송층 (14B) 으로서 α-NPD 를 10㎚ 형성한다. 이 2 중층 (14A, 14B) 위에, 청색겸 적색 발광층 (44) 으로서 청색 게스트 재료인 t(bp)py 와 적색 게스트 재료인 DCJTB 와 호스트 재료인 CBP 를 동시 증착한 층 (증착비 t(bp)py 10 분자, DCJTB 1 분자에 대해 CBP 89 분자) 을 20㎚, 그 위에 정공 블로킹층 (40) 으로서 BAlq 를 10㎚, 그 위에 녹색 발광층겸 전자 수송층 (42) 으로서 Alq3 을 30㎚, 그 위에 불화 리튬을 0.5㎚, 추가로 그 위에 음극층 (24) 으 로서 Al 을 100㎚ 증착하였다. 각 재료의 구조식은 도 9 에 나타낸다.
도 9(b) 의 도표에 나타내는 바와 같이, 상기 제작한 유기 EL 소자를, 발광시의 순간 전류 밀도를 5mA/㎠, 50mA/㎠, 500mA/㎠ 로 변화시키고, 이에 대응한 구동 듀티비를 (발광 기간: 휴지 기간)=(1:0), (1:9), (1:99) 로 변화시켜 구동시켰다. 이 구동시의 5mA/㎠ 시의 휘도로 규격화한 시간 평균 휘도와 발광 색도의 관계를 도 9(b) 에 나타낸다. 이 도표로부터, 휘도를 소정 레벨로 유지하면서 발광 색도 조정이 가능한 것이 확인된다.
본 실시형태에 있어서의 유기 EL 장치는 도 1, 도 5, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 전극 사이에 백색 발광하는 유기 EL 층을 형성한 것이고, 그 유기 EL 층의 백색광은 구동 전류 밀도에 따라 그 색도가 변화된다. 이러한 유기 EL 층을 갖는 유기 EL 소자를 소정 면적에 형성함으로써, 백색 조명 장치를 제공할 수 있다. 이 백색 조명 장치는, 예를 들어 형광등에 대신하는 조명 장치로서 이용할 수 있다. 또는, 이 백색 조명 장치는 박형, 경량, 균일 면발광이 가능하므로, 액정 표시 장치의 백라이트로서도 이용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 유기 EL 장치는 복수의 세그먼트를 선택적으로 발광시켜 영문 숫자 등을 표시하는 세그먼트형 표시 장치에도 이용할 수 있다.
산업상이용가능성
본 발명에 의하면, 발광 휘도를 소정 레벨로 유지한 그대로 원하는 발광 색도로 조정할 수 있는 유기 EL 장치를 제공할 수 있다. 이 유기 EL 장치는 조명 장치로서도 표시 장치로서도 이용할 수 있다.
Claims (12)
- 전극간에 구동 전류 밀도에 따른 색도의 백색을 발광하는 유기 일렉트로루미네선스층을 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자와,상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 전류로 구동하고, 색도 조정 입력에 따라서, 상기 구동 전류의 제어와 단위 시간당 전류 구동 시간의 제어를 실시하는 구동 유닛을 가지고,상기 구동 유닛은, 제 1 색도 조정 입력에 대하여 상기 구동 전류를 제 1 전류값으로, 상기 전류 구동 시간을 제 1 시간으로 각각 제어하고, 제 2 색도 조정에 대하여 상기 구동 전류를 상기 제 1 전류값보다 큰 제 2 전류값으로, 상기 전류 구동 시간을 상기 제 1 시간보다 짧은 제 2 시간으로 각각 제어하는, 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 전극간에 구동 전류 밀도에 따른 색도의 백색을 발광하는 유기 일렉트로루미네선스층을 갖는 유기 일렉트로루미네선스 소자와,상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 소정의 구동 전압으로 구동하고, 색도 조정 입력에 따라서, 상기 구동 전압의 제어와 단위 시간당의 전압 구동 시간의 제어를 실시하는 구동 유닛을 가지고,상기 구동 유닛은 제 1 색도 조정 입력에 대하여, 상기 구동 전류를 제 1 전류값으로, 상기 전압 구동 시간을 제 1 시간으로 각각 제어하고, 제 2 색도 조정에 대하여, 상기 구동 전류를 상기 제 1 전류값보다 큰 제 2 전류값으로, 상기 전압 구동 시간을 상기 제 1 시간보다 짧은 제 2 시간으로 각각 제어하는, 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 유기 일렉트로루미네선스층은 백색 발광을 가능하게 하는 복수의 발광색으로 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 유기 일렉트로루미네선스층은 적색과 청색과 녹색을 동시에 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 유기 일렉트로루미네선스층은 적색 발광층과, 청색 발광층과, 녹색 발광층을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 유기 일렉트로루미네선스층은 적색 발광층과, 청색 및 녹색 발광층을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 유기 일렉트로루미네선스층은 적색 및 청색 발광층과, 녹색 발광층을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 유기 일렉트로루미네선스층은 적색 및 녹색 발광층과, 청색 발광층을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 유기 일렉트로루미네선스층은 전극에 접하여 형성된 정공 수송층, 전자 수송층을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 구동 유닛은 전류원과, 상기 전류원을 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 접속하는 구동 스위치와, 상기 전류원의 전류값을 상기 색도 조정 입력에 따라 제어하는 전류 제어 회로와, 상기 구동 스위치의 도통 시간을 상기 색도 조정 입력에 따라 제어하는 구동 시간 제어 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 구동 유닛은 전압원과, 상기 전압원을 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 접속하는 구동 스위치와, 상기 전압원의 전압값을 상기 색도 조정 입력에 따라 제어하는 전압 제어 회로와, 상기 구동 스위치의 도통 시간을 상기 색도 조정 입력에 따라 제어하는 구동 시간 제어 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로루미네선스 장치를 백라이트 수단으로서 가지고, 또한, 상기 유기 일렉트로루미네선스 장치 위에 액정층을 갖는, 액정 표시 장치.
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