JPH1055154A - 表示素子の駆動方法 - Google Patents

表示素子の駆動方法

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JPH1055154A
JPH1055154A JP9129764A JP12976497A JPH1055154A JP H1055154 A JPH1055154 A JP H1055154A JP 9129764 A JP9129764 A JP 9129764A JP 12976497 A JP12976497 A JP 12976497A JP H1055154 A JPH1055154 A JP H1055154A
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JP
Japan
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pixel
voltage
light emitting
time
display element
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Application number
JP9129764A
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English (en)
Inventor
Makoto Kobayashi
誠 小林
Haruo Kawakami
春雄 川上
Yotaro Shiraishi
洋太郎 白石
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼き付きが少なく輝度低下を抑えることがで
き、長寿命化を達成し得る有機発光素子表示素子の駆動
方法を提供することにある。 【解決手段】 有機薄膜に電流を流すことにより発光を
得る有機発光素子を用いた表示素子の駆動方法であっ
て、該有機発光素子の陰極に付加される電圧VCと陽極
に付加される電圧VAが、上記有機薄膜の各々の面に、
互いに直交する2つのライン列を通して付加され、該2
つのライン列の交点における画素の表示が該2つのライ
ン列の電気信号により制御される表示素子の駆動方法に
おいて、各画素の未点灯の時間に各画素に特定範囲の回
復電圧を特定時間以上印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機薄膜に電流を流す
ことにより発光を得る有機発光素子を用いた表示素子の
駆動方法に関する。
【0002】
【発明の属する技術分野】有機発光素子は、発光に必要
な駆動電圧が低く、各種発光材料の適用により発光色の
選択が可能であることから、近年研究が活発化している
(例えば、米国特許3,530,325号明細書)。そ
の中でも発光効率を向上させる目的で、陽極/正孔注入
層/発光層/陰極からなる積層型の有機発光素子を用い
て、10V以下の駆動電圧で1000cd/m2 以上の
輝度が得られたという報告(特開昭57−51781号
公報)がなされて以来、研究に拍車がかけられた。
【0003】また、近年、有機発光素子をマトリックス
様に並べて表示パネルを構成する試みが活発に行われて
いる(例えば、特開平2−66873号公報、特開平2
−148687号公報など)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】有機発光素子の大きな
問題点の一つは、点灯時間が増加するにつれその発光輝
度が低下することである。特に、素子への印加電圧を一
定にした場合には急激に輝度の低下が発生する。この現
象は、第一に、素子の内部抵抗が点灯時間とともに増大
し、電流量が減少することに起因している。このことよ
り、有機発光素子を用いた表示パネルでは焼き付きが問
題点となる。
【0005】この焼き付きの対策として、有機発光素子
の画素を一定電流で駆動するなどの方法をとることが考
えられる。これによって輝度低下の急激さを和らげるこ
とができる。しかしながら、一定電流駆動法は素子の内
部抵抗の増大原因をなんら解消するものではなく、依然
として素子の内部には発光を妨げるような変化が内在し
ている。
【0006】そこで本発明の目的は、上記の問題点を解
消し、焼き付きが少なく輝度低下を抑えることができ、
長寿命化を達成し得る有機発光素子表示素子の駆動方法
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、有機薄膜に電流を流
すことにより発光を得る有機発光素子表示パネルにおい
て、該有機発光素子の陰極に付加される電圧VCと陽極
に付加される電圧VAが、上記有機薄膜の各々の面に、
互いに直交する2つのライン列を通して付加され、該2
つのライン列の交点における画素の表示が該2つのライ
ン列の電気信号により制御される表示素子の駆動方法に
おいて、各画素の未点灯の時間に各画素に特定範囲の回
復電圧を特定時間以上印加することによって上記目的を
達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明の表示素子の駆動方法は
夫々下記の通りである。 (1)有機薄膜に電流を流すことにより発光を得る有機
発光素子を用いた表示素子の駆動方法であって、該有機
発光素子の陰極に付加される電圧VCと陽極に付加され
る電圧VAが、上記有機薄膜の各々の面に、互いに直交
する2つのライン列を通して付加され、該2つのライン
列の交点における画素の表示が該2つのライン列の電気
信号により制御される表示素子の駆動方法において、該
画素に印加される電圧が以下の条件、 0<V(t(Aon,Con))≦V1 (1) V(t(Aon,Coff))≦V3 (2) V(t(Aoff,Con))≦−V2 (3) −V4≦V(t(Aoff,Coff))≦−V2 (4) ここで、 V(t) :上記画素に印加される電圧(時刻tの関数) t(Aon,Con) :上記画素が発光している時刻 t(Aoff,Con) :上記画素の陰極ライン上に発光画素を含む時刻 t(Aon,Coff) :上記画素の陽極ライン上に発光画素を含む時刻 t(Aoff,Coff):上記画素の陽極ライン上、陰極ライン上ともに発光 画素を含まない時刻 V1:表示素子の上記画素の所要輝度を得る電圧(V1>0) V2:表示素子の上記画素の回復電圧の最低値(V2>0) V3:表示素子の上記画素の発光閾値電圧(V3>0) V4:表示素子の上記画素の回復電圧の最大値(V4>0) を満たす期間が存在し、表示素子の上記画素の点灯期間
と点灯期間の間にある未点灯期間に、少なくとも以下の
(5)式の条件、 ここで、 t0 :上記画素を消灯した時刻以降のある時刻 L :有機発光素子の有機層の膜厚 μmax :有機層のキャリアモビリティの最大値 T :上記画素を再び点灯する時刻以前のある時刻 V(t):素子に印加される電圧波形 を満たすように回復電圧を与えることを特徴とする表示
素子の駆動方法である。
【0009】(2)前記(1)記載の表示素子の駆動方
法において、少なくとも発光電圧V(t(Aon,Co
n))を可変することにより表示パネルの階調を得る表
示素子の駆動方法である。
【0010】(3)前記(1)記載の表示素子の駆動方
法において、少なくとも発光電圧V(t(Aon,Co
n))が上記画素に印加される時間を可変することによ
り表示パネルの階調を得る表示素子の駆動方法である。
【0011】(4)前記(1)記載の表示素子の駆動方
法において、少なくとも上記画素を発光させる際に一定
電流になるよう発光電圧V(t(Aon,Con))を
調整して駆動する表示素子の駆動方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】有機発光素子の発光メカニズム過
程は次のように説明される。なお、以下で説明に使用す
る有機発光素子の領域は概念的かつ機能的なものであ
り、実際には必ずしも有機発光素子の実際の構造と1対
1で厳密に対応するものではない。
【0013】有機発光素子の機能を図1に基づいて説明
すれば、導電性の陽極5および陰極1にそれぞれ正負の
電圧を印加することにより、陽極からは正孔が注入さ
れ、正孔輸送領域4を経由して再結合領域3に至る。ま
た、陰極からは電子が注入され、電子輸送領域2を経由
して再結合領域3に至る。電子輸送領域2を正孔輸送領
域はそのどちらかまたは両方が省略される場合もある。
再結合領域に至った正孔および電子は再結合し励起子を
発生する。生じた励起子は発光領域6にて発光緩和し光
子を発生せしめるに至る。この際、発光領域は再結合領
域の中に特に設定された領域でもよいし、あるいは正孔
輸送領域、再結合領域および電子輸送領域のいずれかの
領域、またはこれら領域にまたがった領域てもよい。さ
らには、発光領域か複数の領域のなかに特に設定された
領域でもよい。好ましくは、再結合領域で発生した励起
子ができるだけ多く発光領域において発光緩和するよう
にするのがよい。そのためには、有機発光素子の構造と
して多層構造を構築することにより、正孔または電子の
障壁を設け、素子内部の特定の領域に特に多くの正孔お
よび電子を集中させることによって再結合の確率を増加
させることができる。また、再結合領域の近傍になるよ
うに発光領域として特に発光効率の高い材料を形成ない
し拡散などすることによって発光効率を高めることがで
きる。
【0014】発光のため電圧を素子に印加することによ
り発生した、電荷(正孔または電子)の一部は再結合領
域で再結合するまでに至らずに、有機発光素子の内部
の、電荷捕獲部位に捕獲されてそれ以上移動しなくなっ
てしまうことがある。これは、特に有機発光素子の内部
のうち特に電荷が移動するために高いエネルギーを必要
とする、いわゆる注入障壁と呼ばれている部分に発生す
ると考えられる。このような電荷が有機発光素子内部に
分布することにより素子内部の電場が変化し、電位勾配
が一部でより緩やかになる。これを原因として電荷の移
動が困難になり、結果として励起子の発生数が少なくな
ることにより、有機発光素子の発光強度が低下する。
【0015】以上の現象は、素子を外部から測定した場
合には素子の内部抵抗値が上昇する現象として発現す
る。電荷の移動数が低減しただけで、光子の発生効率が
低下したわけではないので、たとえば一定電流駆動様式
をおこない、内部抵抗の変化に追従して印加電圧を上昇
させることにより初期の輝度を維持することも可能であ
るが、素子の回路定数が変化することは表示パネルを駆
動する上では好ましいこととはいえない。
【0016】本発明においては、上記式(3)および上
記式(4)によって成すところの回復電圧を有機発光素
子に印加することにより、滞留している電荷を、発光す
る際とは異なる方向に移動させ、最終的には発光素子の
外に誘導することによって、素子内部に捕獲してある電
荷を排出消去することができる。そのためには素子内に
滞留している電荷が素子外に移動するに十分たる回復電
圧を移動に十分な時間、印加する必要がある。そこで本
発明においては、回復電圧とその印加時間との間に上記
式(5)で示すところの条件を満たすことを要する。
【0017】上記回復電圧は、必ずしもすべての非点灯
期間に印加する必要はなく、必要に応じてそのうちの適
宜期間を選定して印加を行っても十分にその効果を発揮
することができる。
【0018】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づき説明する。 実施例1 表示素子としては、画素数が6×6の有機発光素子表示
パネルを用いた。有機発光素子の陽極側の電極をアドレ
スライン、陰極側の電極をデータラインとしたパターン
をとった。これを図2に示す。
【0019】素子の試作は、図3に示すように、厚さ
0.5mmの平面ガラス基板10上に、まず陽極11の
パターンを形成した。陽極の材料はインジウムスズ酸化
物(ITO)、膜厚は150nmとした。その後、有機
材料層の正孔注入層12、発光層13を形成した。有機
材料層の膜厚は、おのおの、50nm、70nmとし
た。正孔注入層12の材料としては、下記構造式
(I)、 で示されるジアミン化合物を、また、発光層13の材料
としては、下記構造式(II)、 で示されるアルミキレート化合物を用いた。次に、陰極
14のパターンを膜厚200nmで形成した。陰極14
の材料としてMgIn合金(In含有率5体積%)を用
いた。最後に、封止層15としてフッ素樹脂を形成し
た。
【0020】このように構成した表示素子において、6
0Hzの周期で走査されるよう、表示制御回路を図4の
ように取り付けた。発光素子の陰極で構成されるデータ
ラインにはコラムドライバ16を、また陽極で構成され
るアドレスラインにはロードライバ17を取り付けた。
コラムドライバおよびロードライバは制御回路18で制
御した。ロードライバ出力として図5に示すような時系
列出力を与えた。ここで、フレーム周波数が60Hzと
なるよう、1周期は16.7msである。また、電圧が
0Vとなるラインが発光ラインである。
【0021】データ出力としては、一例として図6に示
すような時系列出力を与えた。これらの結果、表示パネ
ル上で発光した図形は図7に示すようになった。このと
き、発光時の画素には9Vの電圧が印加された。非発光
時の画素には、データラインにより−9V〜−5Vの電
圧が印加された。発光している画素の輝度は時間平均で
100cd/m2 となった。
【0022】このとき、各画素には、本発明で規定する
上記式(3)および上記式(4)を満たす回復電圧が1
3.9ms印加されており、電圧材料のキャリア移動度
は最大10-5cms-2、有機層の膜厚は120nmであ
ることから、本発明で規定する上記式(5)を満たすよ
うに回復電圧が印加されている。
【0023】このような駆動条件で連続して駆動を続
け、輝度が半減する時間を測定したところ、最も左上の
画素で、124時間であった。
【0024】比較例1 実施例1とまったく同じようにして表示パネルを作製し
た。また、駆動方法については、アドレスラインにロー
ドライバが印加する電圧の時系列として図8に示す時系
列を使用した以外はまったく同一となるようにして駆動
を行った。このとき、発光画素には9Vの電圧が印加さ
れた。非発光画素には、データラインにより0V〜5V
の電圧が印加された。発光している画素の輝度は時間平
均で100cd/m2 となった。
【0025】このような条件では各画素には、本発明で
規定する上記式(3)および(4)を満たす回復電圧が
上記式(5)を満たすようには印加されていない。
【0026】このような駆動条件で連続して駆動を続
け、輝度が半減する時間を測定したところ、左上の画素
で、14時間であった。
【0027】実施例2 実施例1とまったく同じようにして表示パネルを作製し
た。また、駆動方法については、データラインにコラム
ドライバが印加する電圧の時系列として図9に示す時系
列を使用した以外はまったく同一となるようにして駆動
を行った。このとき、発光画素には9〜7Vの電圧が印
加され、図10に示すように階調表示が行われた。非発
光画素には、データラインにより−9V〜−5Vの電圧
が印加された。発光している画素の輝度は時間平均で1
00cd/m2 〜10cd/m2となった。
【0028】このとき、各画素には、上記式(5)を満
たすように回復電圧が印加されている。
【0029】このような駆動条件で連続して駆動を続
け、輝度が半減する時間を測定したところ、左上の画素
で、120時間であった。
【0030】実施例3 実施例1とまったく同じようにして表示パネルを作製し
た。また、駆動方法については、データラインにコラム
ドライバが印加する電圧の時系列として図11に示す時
系列を使用した以外はまったく同一となるようにして駆
動を行った。このとき、発光画素には9〜7Vの電圧が
印加され、図12に示すように階調表示が行われた。非
発光画素には、データラインにより0V〜5Vの電圧が
印加された。発光している画素の輝度は時間平均で10
0cd/m2 〜10cd/m2 となった。
【0031】このとき、各画素には、上記式(5)を満
たすように回復電圧が印加されている。
【0032】このような駆動条件で連続して駆動を続
け、輝度が半減する時間を測定したところ、左上の画素
で、120時間であった。
【0033】実施例4 実施例1とまったく同じようにして表示パネルを作製し
た。また、駆動方法については、コラムドライバに定電
流供給型ドライバを使用して、選択画素に対してデータ
ラインにコラムドライバが流す電流が一定になるように
して駆動を行った。非選択画素に対しては電圧を印加す
るようにした。印加する電圧の時系列として図13に示
す時系列を使用して駆動を行った。このとき、発光画素
には定電流となるよう電圧が印加された。図13中、c
cと表示してある電位は、この期間中は発光電流として
一定の電流が流れるよう電圧を制御していることを示
す。非発光画素には、データラインにより−9V〜−5
Vの電圧が印加された。発光している画素の輝度は時間
平均で100cd/m2 となった。
【0034】このとき、各画素には、上記式(5)を満
たすように回復電圧が印加されている。
【0035】このような駆動条件で連続して駆動を続
け、輝度が半減する時間を測定したところ、左上の画素
で、180時間であった。
【0036】
【発明の効果】この発明によれば、有機薄膜に電流を流
すことにより発光を得る有機発光素子を用いた表示素子
の駆動方法であって、該有機発光素子の陰極に付加され
る電圧VCと陽極に付加される電圧VAが、上記有機薄
膜の各々の面に、互いに直交する2つのライン列を通し
て付加され、該2つのライン列の交点における画素の表
示が該2つのライン列の電気信号により制御される表示
素子の駆動方法において、各付加電圧が、上記式(1)
〜(5)の条件を満たす範囲にあるようにして有機発光
素子表示パネルの駆動を行うことにより、焼き付きが抑
えられ輝度低下が少なく、しかもこれまでになく長寿命
を実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】有機発光素子の動作原理を示す説明図である。
【図2】実施例における有機発光素子の成膜パターンを
示す説明図である。
【図3】実施例における有機発光素子の構造を示す断面
図である。
【図4】実施例における有機発光素子表示パネルの駆動
機構を示す図である。
【図5】実施例1におけるロードライバの時系列出力電
圧を示す線図である。
【図6】実施例1におけるコラムドライバの時系列出力
電圧を示す線図である。
【図7】実施例1における表示結果を示す図である。
【図8】比較例1におけるロードライバの時系列出力電
圧を示す線図である。
【図9】実施例2におけるコラムドライバの時系列出力
電圧を示す線図である。
【図10】実施例2における表示結果を示す図である。
【図11】実施例3におけるコラムドライバの時系列出
力電圧を示す線図である。
【図12】実施例3における表示結果を示す図である。
【図13】実施例4におけるコラムドライバの時系列出
力を示す線図である。
【符号の説明】
1 陰極 2 電子輸送領域 3 再結合領域 4 正孔輸送領域 5 陽極 6 発光領域 7 陽極パターン 8 有機層パターン 9 陰極パターン 10 基板 11 陽極 12 正孔注入層 13 発光層 14 陰極 15 封止層 16 コラムドライバ 17 ロードライバ 18 コントローラ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機薄膜に電流を流すことにより発光を
    得る有機発光素子を用いた表示素子の駆動方法であっ
    て、該有機発光素子の陰極に付加される電圧VCと陽極
    に付加される電圧VAが、上記有機薄膜の各々の面に、
    互いに直交する2つのライン列を通して付加され、該2
    つのライン列の交点における画素の表示が該2つのライ
    ン列の電気信号により制御される表示素子の駆動方法に
    おいて、該画素に印加される電圧が以下の条件、 0<V(t(Aon,Con))≦V1 (1) V(t(Aon,Coff))≦V3 (2) V(t(Aoff,Con))≦−V2 (3) −V4≦V(t(Aoff,Coff))≦−V2 (4) ここで、 V(t) :上記画素に印加される電圧(時刻tの関数) t(Aon,Con) :上記画素が発光している時刻 t(Aoff,Con) :上記画素の陰極ライン上に発光画素を含む時刻 t(Aon,Coff) :上記画素の陽極ライン上に発光画素を含む時刻 t(Aoff,Coff):上記画素の陽極ライン上、陰極ライン上ともに発光 画素を含まない時刻 V1:表示素子の上記画素の所要輝度を得る電圧(V1>0) V2:表示素子の上記画素の回復電圧の最低値(V2>0) V3:表示素子の上記画素の発光閾値電圧(V3>0) V4:表示素子の上記画素の回復電圧の最大値(V4>0) を満たす期間が存在し、表示素子の上記画素の点灯期間
    と点灯期間の間にある未点灯期間に、少なくとも以下の
    (5)式の条件、 ここで、 t0 :上記画素を消灯した時刻以降のある時刻 L :有機発光素子の有機層の膜厚 μmax :有機層のキャリアモビリティの最大値 T :上記画素を再び点灯する時刻以前のある時刻 V(t):素子に印加される電圧波形 を満たすように回復電圧を与えることを特徴とする表示
    素子の駆動方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも発光電圧V(t(Aon,C
    on))を可変することにより表示パネルの階調を得る
    請求項1記載の表示素子の駆動方法。
  3. 【請求項3】 少なくとも発光電圧V(t(Aon,C
    on))が上記画素に印加される時間を可変することに
    より表示パネルの階調を得る請求項1記載の表示素子の
    駆動方法。
  4. 【請求項4】 少なくとも上記画素を発光させる際に一
    定電流になるよう発光電圧V(t(Aon,Con))
    を調整して駆動する請求項1記載の表示素子の駆動方
    法。
JP9129764A 1996-05-29 1997-05-20 表示素子の駆動方法 Pending JPH1055154A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000268957A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Sanyo Electric Co Ltd エレクトロルミネッセンス表示装置
US7791571B2 (en) 2004-04-22 2010-09-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and driving method of the same

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