JP5533737B2 - 有機ｅｌ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ（Electroluminescence）素子を駆動する有機ＥＬ駆動装置に関する。

従来の有機ＥＬ駆動装置は、ＤＣ（直流）駆動又はＰＷＭ（パルス幅変調）駆動により有機ＥＬ素子を駆動していた。しかしながら、ＤＣ駆動であると、有機ＥＬ素子の有機膜中に電荷が蓄積し、有機ＥＬ素子が劣化したり、有機ＥＬ素子の発光により輝度が低下してしまう。

そこで、有機ＥＬ素子に逆電圧を印加する有機ＥＬ装置が用いられている。特許文献１に記載された有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子の消灯時に、有機ＥＬ素子に逆方向電圧（負の直流電圧）を印加することで、有機ＥＬ素子に蓄積される電荷を引き抜き、電荷蓄積・分極を緩和して長寿命化を図るものである。

また、特許文献２に記載された有機ＥＬ表示装置は、一対の電極間に発光層を含む設定厚さｄｏの有機材料層を挟持してなる有機ＥＬ素子を、基板上にドットマトリックス状に配置し、画像信号に応じて印加される電圧によって有機ＥＬ素子を選択的に点灯又は非点灯とする有機ＥＬ表示装置であって、厚さｄｏの有機材料層における絶縁破壊の生じる電圧をＶｂとしたとき、非点灯時に印加される逆方向電圧Ｖｍを、Ｖｍ＜（１／２）・Ｖｂに設定すると共にＶｍの連続印加時間を設定時間内に制限する。即ち、逆方向電圧Ｖｍを微弱電流が生じる絶縁破壊電圧Ｖｂよりも小さい電圧に設定している。

これにより、稼働時間経過後に発生するリーク電流を防止し、歩留まりを悪化させることなく有機ＥＬ表示装置の信頼性を向上できる。

特許第２６６３６４８号公報 特開２００５−１５６８６７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の従来技術では、有機ＥＬ素子への通電開始前に逆方向電圧値（以下、ＶＲ値と略称する。）を設定し、有機ＥＬ素子への通電中は常に一定のＶＲ値が印加されている。このため、有機ＥＬ素子が経時的に劣化した場合には、一定のＶＲ値の印加により、有機ＥＬ素子の逆方向電流が大きくなってしまう。

即ち、一定のＶＲ値が有機ＥＬ素子に対して大きなストレスとなり、有機ＥＬ素子の長寿命化が図れなくなる。

本発明の課題は、逆方向電圧駆動に対して有機ＥＬ素子の長寿命化を図ることができる有機ＥＬ駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ駆動装置は、有機ＥＬ素子に直流電力を供給する有機ＥＬ駆動装置であって、前記有機ＥＬ素子の点灯時に所定の順方向電圧を印加し、前記有機ＥＬ素子の消灯時に所定の逆方向電圧を印加する駆動部と、前記有機ＥＬ素子の消灯時に前記有機ＥＬ素子に流れる逆方向電流を検出する逆方向電流検出部と、前記逆方向電流に基づき前記逆方向電圧のピーク値を経時的に変化させる制御部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、逆方向電流検出部が有機ＥＬ素子の消灯時に有機ＥＬ素子に流れる逆方向電流を検出すると、制御部は、逆方向電流に基づき逆方向電圧のピーク値を経時的に変化させるので、逆方向電流は大きくならず、有機ＥＬ素子に対してストレスがかからない。従って、逆方向電圧駆動に対して有機ＥＬ素子の長寿命化を図ることができる有機ＥＬ駆動装置を提供することができる。

本発明の実施例１の有機ＥＬ駆動装置の概念構成ブロック図である。 本発明の実施例１の有機ＥＬ駆動装置の具体的な回路構成図である。 本発明の実施例１の有機ＥＬ素子を点灯及び消灯するための駆動信号の波形図である。 本発明の実施例１の有機ＥＬ素子の逆方向電流に対する逆方向電圧の設定を示す図である。 （ａ）は本発明の実施例１の有機ＥＬ素子の逆方向電流の経時変化を示し、（ｂ）は有機ＥＬ素子の逆方向電圧の経時変化を示す図である。 本発明による逆バイアス印加駆動と従来の逆バイアス印加駆動とＤＣ連続駆動との各々について時間と輝度との関係を示す図である。 本発明の実施例２の有機ＥＬ駆動装置の概念構成ブロック図である。 本発明の実施例２の有機ＥＬ駆動装置の具体的な回路構成図である。 （ａ）は本発明の実施例２の有機ＥＬ素子の逆方向電流を示し、（ｂ）は有機ＥＬ素子の逆方向電圧の経時変化を示し、（ｃ）はデューティ制御部のパルス信号を示す図である。

以下、本発明の実施の形態の有機ＥＬ駆動装置を図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施の形態の有機ＥＬ駆動装置は、有機ＥＬ素子の通電中に有機ＥＬ素子の経時劣化を常時監視し、有機ＥＬ素子の劣化に応じてＶＲ値を調整して有機ＥＬ素子に印加することを特徴とする。

図１は、本発明の実施例１の有機ＥＬ駆動装置の概念構成ブロック図である。図１に示す有機ＥＬ駆動装置は、有機ＥＬ素子にパルス状電力を供給するもので、有機ＥＬ素子１、有機ＥＬ素子１を駆動する駆動回路２を有している。駆動回路２は、制御部２０、駆動部２３を有し、制御部２０は、逆方向電流検出部２１、逆方向電圧制御部２２を有している。

駆動部２３は、有機ＥＬ素子１と逆方向電流検出部２１と逆方向電圧制御部２２とに接続され、逆方向電圧制御部２２からの一定のデューティを持つパルス信号により、有機ＥＬ素子１の点灯時に所定の順方向電圧を印加し、有機ＥＬ素子１の消灯時に所定の逆方向電圧を印加する。

逆方向電流検出部２１は、電流検出抵抗や電流トランスを有し、有機ＥＬ素子１に逆方向電圧を印加した時に流れる逆方向電流を検出し、検出された逆方向電流を逆方向電圧制御部２２に出力する。

逆方向電圧制御部２２は、順方向電圧の印加と逆方向電圧の印加とを一定のデューティを持つパルス信号で繰り返すように駆動部２３を制御することにより、有機ＥＬ素子１に印加される順方向電圧／逆方向電圧を切り替える。また、逆方向電圧制御部２２は、逆方向電流の大きさに応じて、有機ＥＬ素子１に印加する逆方向電圧のピーク値を経時的に変化させる。

図２は、本発明の実施例１の有機ＥＬ駆動装置の具体的な回路構成図である。有機ＥＬ素子１は、等価的に見てダイオードＤ１とコンデンサＣ１とからなる。駆動部２３は、切替部２４、順方向電源Ｖ１、逆方向電源Ｖ２を有している。

順方向電源Ｖ１は、正極がダイオードＤ１のアノード側に負極がダイオードＤ１のカソードに配置される。切替部２４は、３端子ａ，ｂ，ｃを有し、端子ａは有機ＥＬ素子１に接続され、端子ｂは順方向電源Ｖ１の正極に接続され、端子ｃは逆方向電流検出部２１の一端に接続される。

逆方向電流検出部２１の他端には逆方向電源Ｖ２の負極が接続され、逆方向電源Ｖ２の正極はダイオードＤ１のカソードと順方向電源Ｖ１の負極に接続される。

切替部２４は、逆方向電圧制御部２２からのパルス信号により端子ｂと端子ｃとを切り替え選択することにより、有機ＥＬ素子１の点灯時に順方向電源Ｖ１を所定時間印加し、有機ＥＬ素子１の消灯時に逆方向電源Ｖ２を所定時間印加するようになっている。パルス信号は、図３に示す周期Ｔを持つオン／オフ信号である。

図３は、本発明の実施例１の有機ＥＬ素子１を点灯及び消灯するための駆動信号の波形図である。図３に示す駆動信号は、有機ＥＬ素子１の点灯時の順方向電圧ＶＦ（正電圧）と有機ＥＬ素子１の消灯時の逆方向電圧ＶＲ値（負電圧でＶＲ時間Ｔ１）とからなるＶＲ周期Ｔのパルス信号からなる。即ち、駆動部２３は、有機ＥＬ素子１を周期Ｔでパルス駆動する。

逆方向電流検出部２１は、逆方向電圧ＶＲ値が印加された時（図３に示すＶＲ時間Ｔ１）の逆方向電流ＩＲを検出して監視する。

図４は、本発明の実施例１の有機ＥＬ素子１の逆方向電流に対する逆方向電圧の設定を示す図である。図４に示すように、有機ＥＬ素子１の逆方向電流は、逆方向電圧が大きくなるに連れて急激に大きくなる。有機ＥＬ素子１の経時劣化により、逆方向電流が予め定められた例えば１μＡを超える。

このため、逆方向電圧制御部２２は、逆方向電流検出部２１で検出された逆方向電流が例えば１μＡ（所定値）以上になると、逆方向電圧ＶＲ値を小さくなるように駆動部２３を制御する。

図５（ａ）は、本発明の実施例１の有機ＥＬ素子１の逆方向電流ＩＲの経時変化を示し、図５（ｂ）は、有機ＥＬ素子１の逆方向電圧ＶＲの経時変化を示す図である。図５（ａ）（ｂ）に示すように、時刻ｔ１で逆方向電流ＩＲが１μＡを超えた場合には逆方向電圧ＶＲをＶＲ１からΔＶＲだけ下げてＶＲ２にすることで逆方向電流ＩＲを１μＡ未満に抑制することができる。

また、時刻ｔ２で逆方向電流が１μＡを超えた場合には逆方向電圧ＶＲをＶＲ２からΔＶＲだけ下げてＶＲ３にすることで逆方向電流ＩＲを１μＡ未満に抑制することができる。さらに、時刻ｔ３で逆方向電流が１μＡを超えた場合には逆方向電圧ＶＲをＶＲ３からΔＶＲだけ下げてＶＲ４にすることで逆方向電流ＩＲを１μＡ未満に抑制することができる。

このように実施例１の有機ＥＬ駆動装置によれば、逆方向電流検出部２１が有機ＥＬ素子１の消灯時に有機ＥＬ素子１に流れる逆方向電流を検出すると、逆方向電圧制御部２２は、検出された逆方向電流に応じて逆方向電圧を制御するので、逆方向電流は大きくならず、有機ＥＬ素子１に対してストレスがかからない。従って、逆方向電圧に対して有機ＥＬ素子１の長寿命化を図ることができる有機ＥＬ駆動装置を提供することができる。

図６は、本発明による逆バイアス印加駆動と従来の逆バイアス印加駆動とＤＣ連続駆動との各々について時間と輝度との関係を示す図である。図６からもわかるように、本発明による逆バイアス印加駆動が、従来の逆バイアス印加駆動やＤＣ連続駆動よりも、有機ＥＬ素子１の長寿命化を図ることができる。

図７は、本発明の実施例２の有機ＥＬ駆動装置の概念構成ブロック図である。図７に示す有機ＥＬ駆動装置は、有機ＥＬ素子１、駆動回路２ａを有している。駆動回路２ａは、制御部２０ａ、駆動部２３ａを有し、制御部２０ａは、逆方向電流検出部２１、デューティ制御部２２ａを有している。

駆動部２３ａは、有機ＥＬ素子１と逆方向電流検出部２１とデューティ制御部２２ａとに接続され、デューティ制御部２２ａからのデューティ可変のパルス信号により、有機ＥＬ素子１の点灯時に所定の順方向電圧を印加し、有機ＥＬ素子１の消灯時に所定の逆方向電圧を印加する。

デューティ制御部２２ａは、逆方向電流検出部２１からの逆方向電流に基づき、有機ＥＬ素子１に印加される順方向電圧／逆方向電圧を切り替えるとともに、逆方向電流の大きさに応じて、所定の時定数を持って立ち上がる鋸波（三角波でも良い）の逆方向電圧を出力する逆方向電源２５にデューティ可変のパルス信号を同期信号として出力し、このパルス信号により逆方向電圧を制御する。

図８は、本発明の実施例２の有機ＥＬ駆動装置の具体的な回路構成図である。駆動部２３ａは、切替部２４、順方向電源Ｖ１、逆方向電源２５を有している。逆方向電源２５は、逆方向電流検出部２１と順方向電源Ｖ１の負極とダイオードＤ１のカソードとに接続され、図９（ｂ）に示すような所定の時定数を持って立ち上がる鋸波（三角波でも良い）の逆方向電圧を出力する電源である。

図９（ａ）は本発明の実施例２の有機ＥＬ素子の逆方向電流を示し、図９（ｂ）は有機ＥＬ素子の逆方向電圧の経時変化を示し、（ｃ）はデューティ制御部のパルス信号を示す図である。

図９を参照しながら実施例２の有機ＥＬ駆動装置の動作を説明する。まず、デューティ制御部２２ａで生成されるパルス信号がＨレベルのとき、このＨレベルにより切替部２４の端子ｃが選択されて、有機ＥＬ素子１には、逆方向電源２５による逆方向電圧が印加される。すると、逆方向電圧ＶＲは徐々に立ち上がり、逆方向電流ＩＲも徐々に大きくなる。

その後、図９（ａ）に示すように、逆方向電流が所定の閾値（例えば１μＡ）を超えたとき、デューティ制御部２２ａは、Ｌレベルのパルス信号を切替部２４に出力する。このため、切替部２４の端子ｂが選択されて、有機ＥＬ素子１には、順方向電源Ｖ１による順方向電圧が印加される。

有機ＥＬ素子１の経時変化により、逆方向電流が所定の閾値に達する時間は、徐々に短くなる。このため、デューティ制御部２２ａは、逆方向電流検出部２１で検出した逆方向電流が所定の閾値に達した到達時間に合わせて、パルス信号のオンデューティを徐々に短くする（図９（ｃ））。即ち、デューティ制御部２２ａは、逆方向電流の値が所定の閾値以上になると、逆方向電圧の印加時間を短くするように駆動部２３ａを制御する。

従って、有機ＥＬ素子１の経時変化により、図９（ｂ）に示すように、逆方向電圧のピーク値が小さくなるので、逆方向電流は大きくならず、有機ＥＬ素子１に対してストレスがかからない。従って、逆方向電圧に対して有機ＥＬ素子１の長寿命化を図ることができる有機ＥＬ駆動装置を提供することができる。

本発明は、有機ＥＬ表示装置に適用可能である。

１ 有機ＥＬ素子
２，２ａ 駆動回路
２０，２０ａ 制御部
２１，２１ａ 逆方向電流検出部
２２ 逆方向電圧制御部
２２ａ デューティ制御部
２３，２３ａ 駆動部
２４ 切替部
２５ 逆方向電源
Ｖ１ 順方向電源
Ｄ１ ダイオード
Ｃ１ コンデンサ
Ｔ ＶＲ周期
Ｔ１ ＶＲ時間

Claims (5)

1. 有機ＥＬ素子に直流電力を供給する有機ＥＬ駆動装置であって、
   前記有機ＥＬ素子の点灯時に所定の順方向電圧を印加し、前記有機ＥＬ素子の消灯時に所定の逆方向電圧を印加する駆動部と、
   前記有機ＥＬ素子の消灯時に前記有機ＥＬ素子に流れる逆方向電流を検出する逆方向電流検出部と、
   前記逆方向電流に基づき前記逆方向電圧のピーク値を経時的に変化させる制御部と、
   を有することを特徴とする有機ＥＬ駆動装置。
2. 前記制御部は、前記逆方向電流の値が所定の値以上になると前記逆方向電圧が小さくなるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ駆動装置。
3. 前記制御部は、前記順方向電圧の印加と前記逆方向電圧の印加とを一定のデューティで繰り返すように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の有機ＥＬ駆動装置。
4. 前記制御部は、前記逆方向電流の値が所定の値以上になると前記逆方向電圧の印加時間を短くするように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ駆動装置。
5. 前記駆動部は、所定の時定数を持って立ち上がる前記逆方向電圧を出力する逆方向電源を有することを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ駆動装置。
   
   
   
   

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