KR100836542B1 - Organic electroluminescence device capable of regulating chromaticity - 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. An object of the present invention is to provide an organic electroluminescence device which can adjust emission chromaticity while maintaining emission luminance constant. In addition, the organic electroluminescent device of the present invention uses an organic electroluminescent device having an organic electroluminescent layer that emits white of chromaticity according to a drive current density between electrodes, and an organic electroluminescent device. And a driving unit for controlling the driving current and controlling the current driving time per unit time in accordance with the chromaticity adjustment input. The driving unit controls the driving current to the first current value and the current driving time to the first time with respect to the first chromaticity adjustment input, respectively, and the driving current is greater than the first current value for the second chromaticity adjustment. With the two current values, the current driving time is controlled at a second time shorter than the first time, respectively, and the emission chromaticity is adjusted while keeping the emission luminance of the organic electroluminescent element almost constant. According to this, according to the chromaticity adjustment input for adjusting the emission chromaticity, the driving current value for the organic light emitting element is controlled to be adjusted to the emission chromaticity corresponding to the chromaticity adjustment input, and per unit time in response to the control of the driving current value. By adjusting the current driving time, the light emission luminance can be kept almost constant, and the adjustment to the desired light emission chromaticity is possible without changing the light emission luminance.
유기 일렉트로루미네선스 Organic Electroluminescence
Description
기술분야Field of technology
본 발명은, 유기 일렉트로루미네선스 장치에 관한 것으로, 특히 백색 발광하고, 그 백색의 휘도를 일정하게 유지하면서 색도를 조정할 수 있는 유기 일렉트로루미네선스 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
배경기술Background
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. The organic electroluminescent (EL) element has a characteristic that it can emit light by itself by being driven by current (self-luminous) and can respond to current driving at high speed (high speed response), and application to a flat panel display device is expected. have. On the other hand, the organic EL element is thin, lightweight, and has a feature of emitting light uniformly in a large area, and can be applied to an illumination device.
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)). The organic EL device has been reported since the report of a stacked device in which organic thin films of each of hole transporting and electron transporting are laminated (CW Tang and SA VanSlyke, Applied Physics Letters vol. 51, 913 (1987) (hereinafter referred to as Non-Patent Document 1)). Attention has been drawn to large area light emitting devices that emit light at the following low voltages. This laminated organic EL device basically has a laminated structure of a positive electrode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / negative electrode. In this case, as the light emitting layer, a structure in which the hole transporting layer or the electron transporting layer also functions as the light emitting layer may be possible as in the case of the two-layer device of Non-Patent
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. Monochromatic display devices are proposed using organic EL elements (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-234181 (hereinafter, Patent Document 1)). According to this
발명의 개시Disclosure of the Invention
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. However,
따라서, 본 발명의 목적은 발광 휘도를 일정하게 유지하면서 발광 색도를 조정 가능한 유기 일렉트로루미네선스 장치를 제공하는 것에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic electroluminescence device which can adjust the emission chromaticity while maintaining the emission luminance constant.
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, According to a first aspect of the present invention, an organic electroluminescent device having an organic electroluminescent layer that emits white of chromaticity according to a drive current density between electrodes, and the organic electroluminescent device are driven with a current, In accordance with the chromaticity adjustment input, has a drive unit for controlling the drive current and the control of the current drive time per unit time,
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. The driving unit controls the driving current to the first current value and the current driving time to the first time for the first chromaticity adjustment input, respectively, and the driving current to the first chromaticity adjustment than the first current value. With a large second current value, the current driving time is controlled at a second time shorter than the first time, respectively, and the emission chromaticity is adjusted while keeping the emission luminance of the organic electroluminescent element almost constant. It is an organic electroluminescent apparatus.
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. According to the first aspect, according to the chromaticity adjustment input for adjusting the emission chromaticity, the driving current value for the organic light emitting element is controlled to be adjusted to the emission chromaticity corresponding to the chromaticity adjustment input, and the control of the driving current value is supported. Accordingly, an organic electroluminescence device can be provided that can adjust a current driving time per unit time to maintain a substantially constant light emission luminance, and to allow adjustment to a desired light emission chromaticity without changing the light emission luminance. Such an organic electroluminescent device can be used as a lighting device or a backlight of a liquid crystal display device. The organic electroluminescent device can also be used as a light emitting segment of a segment display device.
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. In addition, although the chromaticity adjustment method by drive current adjustment was disclosed in this invention, you may perform chromaticity adjustment according to drive voltage adjustment. That is, since the voltage-current characteristic of the organic EL element is uniquely determined, the chromaticity adjustment is equally possible even if the voltage value is changed to be the current density to be controlled disclosed in the present invention.
도면의 간단한 설명Brief description of the drawings
도 1 은 본 실시형태에 있어서의 유기 일렉트로루미네선스 장치의 구성도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of the organic electroluminescent apparatus in this embodiment.
도 2 는 본 실시형태에 있어서의 구동 유닛의 일례를 나타내는 구조도이다. 2 is a structural diagram showing an example of a drive unit in the present embodiment.
도 3 은 유기 EL 층의 전류 밀도와 발광 색도의 관계를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram showing a relationship between the current density and the emission chromaticity of an organic EL layer.
도 4 는 유기 EL 층의 전류 밀도와 발광 휘도의 관계를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating a relationship between current density and light emission luminance of an organic EL layer.
도 5 는 본 실시형태에 있어서의 유기 EL 소자의 구동 펄스의 일례를 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating an example of drive pulses of the organic EL element in the present embodiment.
도 6 은 실시형태예 1 에 있어서의 유기 EL 장치의 구성이다. 6 is a configuration of an organic EL device in
도 7 은 실시형태예 2 에 있어서의 유기 EL 장치의 구성이다. 7 is a configuration of an organic EL device in
도 8 은 시작(試作)한 유기 EL 소자의 전류 밀도와 듀티비에 대한 규격화된 평균 휘도와 색도 x, y 를 나타내는 도표이다. Fig. 8 is a chart showing normalized average luminance and chromaticities x and y with respect to the current density and duty ratio of the started organic EL element.
도 9 는 유기 재료의 구조식을 나타내는 도면이다. 9 is a diagram showing a structural formula of an organic material.
도 10 은 본 실시형태에 있어서의 구동 유닛의 다른 예를 나타내는 구조도이다. 10 is a structural diagram illustrating another example of the drive unit in the present embodiment.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태 Best Mode for Carrying Out the Invention
이하, 도면에 따라 본 발명의 실시형태예를 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment example of this invention is described according to drawing.
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. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of the organic electroluminescent apparatus in this embodiment. This organic EL device comprises a
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. The light emitting layer should just be able to obtain white light emission, and can emit white light by doping several pigment | dyes, for example, three types of red light emission, blue light emission, and green light emission in the light emitting layer. As shown in Fig. 1, the light emitting layer does not have to have a three-layer structure of a red light emitting layer, a blue light emitting layer, and a green light emitting layer, and as described later, red and blue, blue and green, or green and red in a single organic material layer. The light may be emitted. Further, all of red, blue, and green light may be emitted from a single organic material layer.
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. Moreover, it is good also as a light emitting layer common with the positive
도 2 는 본 실시형태에 있어서의 구동 유닛의 일례를 나타내는 구조도이다. 이 구동 유닛 (26) 은 유기 EL 소자 (100) 에 공급되는 전류원 (CS) 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. 2 is a structural diagram showing an example of a drive unit in the present embodiment. The
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. When the area of the
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. 10 is a structural diagram illustrating a modification of the drive unit of FIG. 2. The difference from FIG. 2 is that the voltage source VS is formed instead of the current source, and the
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. 3 is a diagram showing a relationship between the current density and the emission chromaticity of an organic EL layer. When the current density supplied to the organic electroluminescent element shown in FIG. 1 was changed, it was discovered by this invention that the chromaticity of the white light which emits light changes as shown. That is, in the case of the organic EL element which emits RGB simultaneously, the emission chromaticity of the white light changes as the current density changes. In the example of FIG. 3, when the current density is reduced, the chromaticity is changed to (x, y) = (0.52, 0.45), while when the current density is increased, the chromaticity is changed to (x, y) = (0.25, 0.30). Doing. That is, depending on the current density, the chromaticity of emission changes between (x, y) = (0.52, 0.45) and (x, y) = (0.25, 0.30).
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. It is considered that the cause of the chromaticity change is that the light emission position in the organic EL layer changes with respect to the change in the drive current or the drive voltage and that the light emission start voltage of each light emission color is different. The organic electroluminescent device of this embodiment uses the organic electroluminescent element whose chromaticity of light emission white light changes with the drive current density corresponding to such a drive current or a drive voltage.
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. 4 is a diagram illustrating a relationship between current density and light emission luminance of an organic EL layer. As shown in this figure, when the current density is changed in order to adjust the emission chromaticity, the emission luminance changes linearly accordingly. Therefore, in this embodiment, the drive unit supplies the drive current to the organic EL element by pulse driving. In the case where the current density is changed due to the adjustment of the emission chromaticity, in order to keep the emission luminance constant, the duty ratio of the driving pulse is changed in accordance with the changed current density to adjust the emission time per unit time, The luminous luminance per hour is kept constant. That is, when the current density is lowered, the duty ratio is increased to lengthen the light emission time of intermittent light emission, the luminance decrease accompanying the decrease in the current density is compensated for, and when the current density is increased, the duty ratio is lowered. The light emission time of intermittent light emission is shortened, and the brightness rise accompanying an increase of current density is compensated for.
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. 5 is a diagram illustrating an example of drive pulses of the organic EL element in the present embodiment. Fig. 5A is a drive pulse in the case of controlling the current density low. The pulse width T (a) of the drive pulse is set long, and the duty ratio is set high. By using such a driving pulse, the light emission luminance per unit time is lowered at a low current density, but the time-averaged light emission luminance becomes a predetermined value by lengthening the light emission time per unit time. Fig. 5B is a drive pulse when the current density is controlled high. The pulse width T (b) of the drive pulse is set short, and the duty ratio is set low. By using such a driving pulse, the light emission luminance per unit time is increased at a high current density. However, by shortening the light emission time per unit time, the time averaged light emission luminance can be made equal to the predetermined value in Fig. 5A. In addition, since the change range of the emission chromaticity depends on the chromaticity change characteristic of the organic EL element, the element configuration may be optimized in advance so as to obtain a desired chromaticity change range.
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. As described above, in the present embodiment, when adjusting the emission chromaticity, the drive current density is controlled up and down in response to the adjustment input, and the pulse width of the drive pulse is controlled by the length in response to the control of the drive current density. do.
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. On the other hand, in the organic EL device of the present embodiment, when the emission luminance is adjusted, as shown in Fig. 2, in response to the emission
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. As described above, in the organic EL device of the present embodiment, the emission chromaticity is independently adjusted to the emission luminance by the emission
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. For reference, chromaticity adjustment in the conventional organic EL display device will be described. In the conventional organic EL display device, an organic EL element emitting RGB light is formed for each pixel. Then, the red light emitting organic EL element, the blue light emitting organic EL element, and the green light emitting organic EL element are independently driven by current. Therefore, in order to emit white light, it is necessary to make all the organic EL elements of RGB emit light, and in order to adjust the chromaticity of the white light emission, the emission luminance of each organic EL element is adjusted, and the emission balance is adjusted. It is necessary to do it with white light chromaticity.
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. In the full-color liquid crystal display device, in order to adjust the chromaticity of the white color at the time of white display, the driving voltage to the liquid crystal layer in the RGB pixel is adjusted, and the transmission characteristic is adjusted to the desired chromaticity. Needs to be. In this way, the adjustment of the color temperature in the front white display in the organic EL display device or the liquid crystal display device is complicated.
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. On the other hand, in the organic EL device of the present embodiment, white light emission is possible with one organic EL element, and when the current density is changed, the light emission chromaticity is changed. Obtaining white light emission can be realized by a simple configuration.
[실시형태예 1] [Example 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. 6 is a configuration diagram of an organic EL device in
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. First, the
상기의 유기 재료 2-TNATA, α-NPD, DCJTB, Alq3, t(bp)py, CBP, Balq 는 도 9 에 나타내는 구조식으로 이루어지는 재료이다. Said organic material 2-TNATA, (alpha) -NPD, DCJTB, Alq3, t (bp) py, CBP, Balq is a material which consists of a structural formula shown in FIG.
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. Fig. 8 is a chart showing normalized average luminance and chromaticity x, y with respect to the current density and duty ratio of the organic EL element started. A diagram of the organic EL device of the first embodiment is shown in Fig. 8A. For the organic EL device produced as described above, the instantaneous current densities at the time of light emission were changed to 5 mA /
[실시형태예 2] [Example 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. 7 is a configuration diagram of an organic EL device in
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. First, the
도 8(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. As shown in the diagram of Fig. 8 (b), the fabricated organic EL device changes the instantaneous current density at light emission to 5 mA /
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. As shown in FIG. 1, FIG. 5, and FIG. 6, the organic electroluminescent apparatus in this embodiment formed the organic electroluminescent layer which emits white light between a pair of electrode, and the white light of this organic electroluminescent layer is a drive current density. The chromaticity changes accordingly. By forming the organic EL element having such an organic EL layer in a predetermined area, a white lighting device can be provided. This white lighting device can be used, for example, as a lighting device instead of a fluorescent lamp. Alternatively, the white illumination device can be used as a backlight of a liquid crystal display device because thin, light and uniform surface emission can be achieved.
또한, 본 실시형태에 있어서의 유기 EL 장치는 복수의 세그먼트를 선택적으로 발광시켜 영문 숫자 등을 표시하는 세그먼트형 표시 장치에도 이용할 수 있다. The organic EL device of the present embodiment can also be used in a segmented display device that selectively emits a plurality of segments to display English numerals and the like.
산업상이용가능성Industrial availability
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. According to the present invention, it is possible to provide an organic EL device which can be adjusted to a desired emission chromaticity while maintaining the emission luminance at a predetermined level. This organic EL device can be used both as a lighting device and as a display device.
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Citations (3)
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JPH10112391A (en) * | 1996-10-04 | 1998-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | Organic thin film el display device and its driving method |
JPH11185957A (en) * | 1997-12-17 | 1999-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Organic electroluminescent (el) element and organic el device |
JP2000243563A (en) * | 1999-02-23 | 2000-09-08 | Stanley Electric Co Ltd | Organic luminescent element |
-
2004
- 2004-04-30 KR KR1020067024970A patent/KR100836542B1/en active IP Right Grant
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