JPS6041438B2 - エレクトロルミネツセンス表示素子のエ−ジング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ェレクトロルミネッセンス発光層を一対の電
極でサンドイッチして構成されるェレクトロルミネッセ
ンス表示素子における輝度などの物理的特性および絶縁
破壊特性などを安定化するエージング方法に関する。

一般にェレクトロルミネッセンス表示素子をエージング
処理するにあたって、エージソグ完了時間を短縮するに
は、電極に与えるストレスとしての電力の電圧、パルス
幅、周波数などを大きくすることが考えられる。

しかし、ストレスを大きくすると、絶縁破壊の発生が増
加するという新たな問題が生じる。そのため現実には、
通常の表示動作中における電圧よりも低い電圧で、小さ
いストレスでヱレクトロルミネッセンス表示素子を駆動
してエージングを行なっている。したがってエージング
完了時間はたとえば５０〜６幼時間以上もの長時間を必
要としている。したがって本発明は、ヱレクトロルミネ
ツセンス表示素子の絶縁破壊を防いでしかもエージング
完了時間を短縮するエージング方法を提供することを目
的とする。

本発明は、ェレクトロルミネッセンス発光層を一対の電
極でサンドィッチして構成されるェレクトロルミネッセ
ンス表示素子のエージング方法において、周波数を、５
００ＨＺ〜１０ＫＨＺの範囲に定め、パルス幅を、２０
仏ｓｅｃ〜１００舷ｓｅｃの範囲に定め、エージング処
理がなされていないェレクトロルミネッセンス素子が１
フートランベルトの輝度を得るときの発光開始電圧をＶ
ｔｈとするとき、電圧を、（Ｖｔｈ＋３０）ボルト〜（
Ｖｔｈ＋６０）ボルトの範囲に定め、このような矩形波
交流電力を、前記電極間に与えることを特徴とするェレ
クトロルミネツセンス表示素子のエージング方法である
。

第１図は、本発明が実施され得るェレクトロルミネッセ
ンス表示素子１の断面図である。

ェレクトロルミネッセンス表示素子１では、ガラス基板
２上に、ｌｎ２０３の透明な前面電極３、厚みがたとえ
ば２０００ＡであるＹ２０３の絶縁膜４、Ｍｎがドープ
された厚みがたとえば６０００Ａ〜８０００Ａを有する
ェレクトロルミネッセンス発光層５、厚みがたとえば２
０００ＡであるＹ２０３の絶縁膜６、およびＡＩの背面
電極７が蒸着などによって順次積層されて形成される。
前面電極３および背面電極７は、たとえばテレビジョン
映像表示を優れた精細度で実現するために、その幅ｄが
２００〜３００仏仇を有する帯状に形成され、互いに直
交するマトリックス状に配列される。こうして表示画面
が形成され、このマトリックスの交点位置が１絵素に相
当する。前面電極３と背面電極７とには、第２図の波形
を有する矩形波交流電力が与えられる。これによって第
１図のェレクトロルミネツセンス表示素子１は、典型的
には第３図のように、電圧ＶＩこ対する発光輝度の特性
を有する。ここで、輝度１フ−トランベルト（以下、Ｆ
Ｌと略記する）を得るときの電圧Ｖを、発光開始電圧Ｖ
ｔｈと定義する。この発光開始電圧Ｖｔｈは、典型的に
は第４図のように、エージング時間の初期に大きく変化
し、或る時間Ｔだけ経過した後には安定となる。この時
間Ｔをエージング完了時間と定義する。第４図では、周
波数はＩＫＨ２であり、パルス幅ＷＩは４０山ｓｅｃで
ある。第２図示の矩形波をェレクトロルミネッセンス表
示素子１の駆動のために用いることによって、所望の発
光輝度を効率良く達成することができる。ェレクトロル
ミネッセンス表示素子１の駆動のために、正弦波や三角
波などを用いることは、効率の観点から、好ましくない
。本件本発明の実験によると、エージング完了時間Ｔは
、前面電極３と背面電極７との間に与えられる第２図示
の波形を有する電力の周波数に第５図のように依存する
ことが判った。

第５図では、エージング完了時間Ｔと周波数とは両対数
で目盛がつけられている。この第５図では、電圧Ｖは２
００ボルトであり、パルス幅Ｗ．は４０ムｓｅｃである
。この第５図のグラフから、エージング完了時間Ｔは周
波数にほぼ反比例し、エージング完了時間Ｔを実務上せ
し、ぜし、２日（４鞘時間）未満とするために周波数を
５００ＨＺ以上とする必要がある。

この周波数を１０ＫＨＺ以上とすれば、パルス幅ＷＩが
きわめて短時間となる結果、所望の発光輝度が充分に得
られなくなる。また１０ｋＨＺ以上の周波数では、ヱレ
クトロルミネッセンス表示素子１の発熱が著しくなるこ
とが判った。こうして１０ＫＨＺ以上の周波数では、エ
ージング処理を行なうことができなくなる。したがって
前面電極３と背面電極７とに与えられる電力の周波数は
、５００ＨＺ〜１皿ＨＺの範囲が好ましく、実務上の使
用にあたって一般に必要とされる発光輝度３０〜４価Ｌ
をエージング処理中に充分に得るためには、５００日２
以上２．靴ＨＺ未満が特に好ましい。前面電極３および
背面電極７間に与えられるェレクトロルミネッセンス表
示素子１は、いわゆるブレークダウンと称されている絶
縁破壊を生じて穴があくことがある。

この絶縁破壊を生じた穴の直径（以下、「絶縁破壊の大
きさ」と称する）１は、前面電極３および背面電極７の
幅に比べて充分に小さくなければならない。さもなけれ
ば、絶縁破壊によって前面電極３または背面電極７が断
線し、表示を行なうことができなくなるからである。こ
の絶縁破壊の大きさ１は、本件発明者の実験によると、
第６図のように、周波数にほとんど依存しないことがわ
かった。

第６図において、パルス幅ＷＩは４０ムｓｅｃとし、周
波数に拘らず一定とする。絶縁破壊の大きさ１は、第７
図のようにパルス幅ＷＩに依存して変わる。第７図にお
いて、曲線１１，１２，１３は、電圧Ｖが１７０ボルト
、１８０ボルト、１９０ボルトの場合をそれぞれ示し、
周波数はいずれも５００ＨＺ〜１０ＫＨＺである。この
グラフから、パルス幅ＷＩを２０仏ｓｅｃ以上、１００
仏ｓｅｃ未満の範囲に選ぶことによって、絶縁破壊の大
きさ１を前面電極３および背面電極７の幅２００〜３０
０仏のに比べて充分に小さい値とすることができ、エー
ジング処理中において絶縁破壊によってェレクトロルミ
ネッセンス表示素子１の歩蟹りが低下することが妨がれ
る。パルス幅ＷＩが約２０仏ｓｅｃ未満である範囲では
、エージング処理に必要な発光輝度を得ることができず
エージング処理を行なうことができない。このパルス幅
ＷＩは、最も好ましくは４０仏ｓｅｃ以上７０仏ｓｅｃ
未満であり、これによって充分な輝度を得ることができ
るとともに、絶縁破壊の大きさ１を約５０ムｍ以下に抑
えることができる。こうして絶縁破壊の大きさ１は、第
７図のようにパルス幅ＷＩに依存し、第８図のように周
波数に無関係である。

エージング完了時間Ｔは、電圧Ｖに依存して第８図のよ
うに変わることが本件発明者の実験によってわかった。

第８図において、周波数はＩＫＨＺであり、パルス幅は
４０山ｓｅｃであり、エージング完了時間Ｔを表わす縦
軸には対数で目盛がつけるれている。このグラフから、
電圧Ｖを高くするにつれてエージング完了時間Ｔが短縮
されることがわかる。エージング完了時間Ｔをたとえば
２目未満に抑えるには、電圧Ｖを約１８０Ｖ以上に選ぶ
必要がある。エージング処理を行なっていないときにお
ける発光開始電圧ｙ仇は、第１図示の構造を有するェレ
クトロルミネッセンス表示素子１では、前述の第４図か
ら約１５０Ｖである。したがってエージング完了時間Ｔ
を２日禾満に抑えるには、一般に、電圧Ｖを、（エージ
ング処理がなされていないェレクトロルミネッセンス素
子１の発光開始電圧Ｖ仇十３０）ボルト以上に選ぶこと
が望ましいことになる。また本件発明者の実験によれば
、電圧Ｖを高くするにつれて、絶縁破壊の大きさ１は、
第９図のように変化することがわかった。

この第９図において、曲線１４および１５はパルス幅Ｗ
Ｉが４０山ｓｅｃおよび７０Ａｓｅｃの場合を示し、周
波数はいずれも５００ＨＺ〜１０ＫＨＺである。電圧Ｖ
が２１０ボルト以上では、絶縁破壊の大きさ１が前面電
極２および背面電極７の幅に比べて大きくなりすぎ、そ
のためエージング処理中におけるェレクトロルミネツセ
ンス表示素子１の歩留りが低下する。換言すると、一般
に、電圧Ｖは、（エージング処理がなされていないェレ
クトロルミネッセンス表示素子１の発光開始電圧Ｖｔｈ
＋６０）ボルト禾満であることが望まれる。発光開始電
圧Ｖｔｈは、ェレクトロルミネッセンス表示素子１の構
造によって異なり、一般には約１５０Ｖ〜１９０Ｖの範
囲にある。要約すると、前面電極３および背面電極７間
に与えられる電力の電圧Ｖは、（エージング処理前の発
光開始電圧Ｖｔｈ＋３０）ボルト以上、（エージング処
理前の発光開始電圧Ｖｔｈ＋６０）ボルト未満にあるこ
とが好ましい。本発明は、ェレクトロルミネッセンス発
光層を一対の電極でサンドィッチして構成された構造を
有するェレクトロルミネッセンス表示素子であれば、前
述の構造だけでなく、その他のいわゆる真正のェレクト
ロルミネッセンス表示素子であってもよく、また、いわ
ゆる注入形のェレクトロルミネッセンス表示素子に関連
してもまた実施されることができる。

第１０図は、表示素子１の表面温度と、それに与えられ
る矩形波交流電力の対数目盛りによる周波数との関係を
示す。

周囲温度は０００であり、電圧は（Ｖｔｈ十３０）ボル
トであり、パルス幅ＷＩは４０仏Ｓｅｃある。ライン１
６は表示素子１の発光領域が９×１２伽の場合であり、
ライン１６は発光領域が１×１伽の場合であり、いずれ
も放熱板が取付けられている。この実験結果から判るよ
うに、発光領域が比較的小さく、しかも冷却効率をよく
した表示素子１であっても、周波数が１０ｋＨＺ越える
と、表示素子１の温度が百数十。０となり、表示素子１
が破壊される。

第１１図は、表示素子１１こ与えられる矩形波交流電力
のパルス幅ＷＩと、発光輝度との関係を示すグラフであ
る。

電圧は（Ｖｔｈ＋３０）ボルトであり、その周波数はｌ
ｋＨＺである。このグラフからパルス幅ＷＩが２０ムｓ
ｅｃであるとき、発光輝度が急激に小さくなり、効率が
悪化することが判る。第１２図は、表示素子１のエージ
ング完了時間と、パルス幅ＷＩとの関係を示すグラフで
ある。この第１２図では、矩形波交流電力の電圧は（Ｖ
ｔｈ＋３０）ボルトであり、その周波数は２．球日２で
ある。このグラフを参照すると、パルス幅ＷＩが２０仏
ｓｅｃ未満では、エージング完了時間を著しく長くしな
ければならなくなることが判る。第１３図は、絶縁破壊
の大きさ１と、不良率Ｐとの関係を示すグラフである。
ここで、Ｐ＝１−比ｐ〔−ＮｅＸｐ｛『害毒空｝〕…。

，ここでＮは絶縁破壊を生じた表示素子１の数であり、
この実験では３０の固とする。またＬは電極３，７の幅
ｄであり、２２５ム肌である。この第１３図によると、
絶縁破壊の大きさ１が５０山肌以上となると、不良率が
極めて大きくなることが判る。したがって第７図から、
絶縁破壊の大きさ１が５０仏の未満であるようにするた
めには、パルス幅ＷＩはライン１２，１３で示されるよ
うに約１００Ａｓｅｃ未満でなければならないことが判
る。第１４図は、エージング時間と初期不良発生率との
関係を示すグラフである。エージング時間が２日（４細
時間）とすれば、初期不良をほぼ完全に除去することが
可能となり、これ以上エージング時間を長くしても無駄
であり、製造原価の無駄となる。エージング時間をこの
ように２日に定めると、第８図に関連して述べたように
、表示素子１の駆形波交流電力の電圧は（Ｖｔｈ＋３０
）ボルト以上に定める必要があることが判る。なお、発
光開始電圧ｙ仇は、発光素子１の構造によって異なる値
となり、たとえば１５０〜１９０ボルトの範囲にある。

表示素子１の発光開始電圧ｙｔｈが１５０ボルトである
とき、（Ｖ仇十３０）ボルト、すなわち１８０ボルト以
上で発光が行なわれるけれども、Ｖｔｈが１９０ボルト
の発光素子は電圧１８０ボルトを印加しても発光するこ
とはない。したがって本発明では、表示素子１に与えら
れる矩形波交流電力の電圧は、発光開始電圧Ｖｔｈを用
いて前述のように（Ｖｔｈ十３０）〜（Ｖｔｈ＋６０）
ボルトの範囲に定めることが重要となる。前述の第８図
および第９図の特性は発光開始電圧Ｖｔｈが１５０ボル
トである表示素子を用いたときの実験結果である。

発光開始電圧Ｖｔｈが１９０ボルトである表示素子１の
特性は、第８図および第９図の電圧Ｖが４０ボルト減少
するようにスライドすることによって、第８図および第
９図の類似の特性を得ることができる。以上のように本
発明によれば、エージング完了時間は周波数と電圧とに
依存し、絶縁破壊は電圧とパルス幅に依存することに着
目し、ェレクトロルミネッセンス表示素子を矩形波交流
電力で駆動し、この矩形波交流電力は、‘１’エージン
グ完了時間を短縮し得る周波数を有し、｛２｝絶縁破壊
を抑え得るパルス幅を有し、‘３’エージング完了時間
を短縮しかつ絶縁破壊を抑え得る電圧を有するように選
ばれる。

そのため、絶縁破壊を抑えてしかもエージング完了時間
を短縮してエージング処理を行なうことができるように
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が実施されうるェレクトロルミネツセン
ス表示素子１の断面図、第２図は前面電極３と背面電極
７との間に与えられる電圧波形を示す図、第３図は電圧
Ｖと発光輝度との関係を示すグラフ、第４図はエージン
グ時間と発光開始電圧Ｖｔｈとの関係を示すグラフ、第
５図は周波数とエージング完了時間Ｔとの関係を示すグ
ラフ、第６図は周波数と絶縁破壊の大きさ１との関係を
示すグラフ、第７図はパルス幅ＷＩと絶縁破壊の大きさ
１との関係を示すグラフ、第８図は電圧Ｖとエージング
完了時間Ｔとの関係を示すグラフ、第９図は電圧Ｖと絶
縁破壊の大きさ１との関係を示すグラフ、第１０図は周
波数と表示素子１の表面温度との関係を示すグラフ、第
１１図はパルス幅ＷＩと発光輝度との関係を示すグラフ
、第１２図はパルス幅ＷＩとエージング完了時間との関
係を示すグラフ、第１３図は絶縁破壊の大きさ１と不良
率Ｐとの関係を示すグラフ、第１４図はエージング時間
と初期不良発生率と関係を示すグラフである。 １・・・…ェレクトロルミネッセンス表示素子、２・・
・・・・ガラス基板、３・・・・・・前面電極、４，６
…・・・絶縁膜、５・・・・・・ェレクトロルミネッセ
ンス発光層、７・・・・・・背面電極。 第１図 第２図 第３図 第ム図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第仏図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エレクトロルミネツセンス発光層を一対の電極でサ
   ンドイツチして構成されるエレクトロルミネツセンス表
   示素子のエージング方法において、周波数を、５００Ｈ
   ｚ〜１０ＫＨｚの範囲に定め、パルス幅を、２０μｓｅ
   ｃ〜１００μｓｅｃの範囲に定め、エージング処理がな
   されていないエレクトロルミネツセンス素子が１フート
   ランベルトの輝度を得るときの発光開始電圧をＶｔｈと
   するとき、電圧を、（Ｖｔｈ＋３０）ボルト〜（Ｖｔｈ
   ＋６０）ボルトの範囲に定め、このような矩形波交流電
   力を、前記電極間に与えることを特徴とするエレクトロ
   ルミネツセンス表示素子のエージング方法。