JP2002093577A

JP2002093577A - 有機ｅｌ素子のエージング方法

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Publication number: JP2002093577A
Application number: JP2000282253A
Authority: JP
Inventors: Harumi Suzuki; 晴視鈴木; Masaaki Ozaki; 正明尾崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2002-03-29
Anticipated expiration: 2020-09-18
Also published as: JP3279310B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発光時間の経過によって色度が変化する発光
層を有する有機ＥＬ素子において、出荷後の色度変化を
防止可能な有機ＥＬ素子のエージング方法を提供する。【解決手段】エージングを行う時間を、発光層３０の
色度が初期の色度から色度変化が飽和した色度となるま
での色度変化量を１００％としたとき、発光層３０の色
度が当該色度変化量の少なくとも５０％変化した色度と
なるまでの時間とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光時間の経過に
よって色度が変化する発光層を有する有機ＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）素子の製造方法に関し、特に、当
該発光層の色度変化を防止するためのエージング方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、自己発光のため、視認
性に優れ、かつ数Ｖ〜数十Ｖの低電圧駆動が可能なため
駆動回路を含めた軽量化が可能である。そこで、有機Ｅ
Ｌ素子は、薄膜型ディスプレイ、照明器具、バックライ
ト等としての活用が期待できる。

【０００３】従来、有機ＥＬ素子の発光層に電流を流す
エージング方法としては、特開平８−１８５９７９号公
報に記載されているように、輝度劣化を抑制して長期安
定な特性を得るためのエージング方法が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等が、単色（単一）の発光層を有する有機ＥＬ素子に
限らず、異色発光層を積層配置したり、平面配置するこ
とで混色を得るようにした有機ＥＬ素子について、検討
したところ、次のような問題が生じることがわかった。

【０００５】すなわち、有機ＥＬ素子の作動は、発光層
に直流電流を印加して発光させることで行われるが、作
動中に同じ電流値で駆動していても、発光時間が経過す
ると発光色の色度が変化し、初期の色度とは異なる発光
色となってしまうという問題が生じる。

【０００６】例えば、青色発光層と赤色発光層とを積層
してなる発光層を有し、両発光層の混色を得る有機ＥＬ
素子において、駆動中に同一の電流値で発光させた場
合、その発光色がＣＩＥ（国際照明委員会）色度座標
で、初期には（０．３３、０．３５）であったものが、
１００時間後に（０．３１５、０．３３５）、１０００
時間後には（０．３１２、０．３２５）に変化した。

【０００７】さらに、このような異色発光層の混色の色
度変化を発光スペクトルにて調べたところ、図１０に示
す様に、各単色スペクトルの輝度バランスの変化（図１
０（ａ）中の実線から破線へのスペクトル変化）のみな
らず、発光層内部での発光位置が変化することで光学干
渉により起こる発光スペクトルのピーク位置の変化（図
１０（ｂ）中の実線から破線へのスペクトル変化）によ
っても、色度変化が発生することがわかった。

【０００８】また、発光スペクトルのピーク位置の変化
によって色度変化が発生するということは、混色タイプ
でなく、単色の発光層を有する有機ＥＬ素子において
も、色度変化が起こりうると考えられる。

【０００９】以上の検討から、出荷後における色度変化
を防止した有機ＥＬ素子を製造するためには、エージン
グ方法として、上記従来公報に記載のエージング方法の
ように輝度劣化にのみ着目したものではなく、色度変化
に着目したエージング方法を創出する必要がある。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、発光時間の経過によって色度が変化する発光層を
有する有機ＥＬ素子において、出荷後の色度変化を防止
可能な有機ＥＬ素子のエージング方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、発光色の
発光時間に対する変化を検討した結果、発光色の変化
は、作動の初期過程にて大きく変化し、時間経過と共に
比較的変化が小さくなっていくことを見出した。そこ
で、出荷前に予めエージングによって大きな色度変化を
強制的に起こしてやれば、出荷後の色度変化は小さくで
きるではないかと考えた。

【００１２】請求項１に記載の発明は、上記知見に基づ
いてなされたものであり、発光時間の経過によって色度
が変化する発光層を有する有機ＥＬ素子において、前記
発光層の色度が所定範囲内の変化に収まるように前記発
光層に電流を流すエージングを行い、このエージング後
に出荷することを特徴としている。

【００１３】本発明によれば、出荷前に予めエージング
によって発光層の色度が所定範囲内の変化に収まるよう
になっているため、出荷後に色度が変化するのを防止で
きる。よって、本発明によれば、色度変化を防止可能な
有機ＥＬ素子のエージング方法を提供することができ
る。

【００１４】また、本発明者等の検討によれば、発光層
の色度が初期の色度から色度変化が飽和した色度となる
までの色度変化量を１００％としたとき、発光層の色度
が前記色度変化量の５０％変化した色度となるまでの時
間に比べて、それ以降の発光層の色度が変化していく時
間は急激に長くなる。そのため、実質的にエージングに
よって発光層の色度を前記色度変化量の５０％まで変化
させれば、実用上問題ないことがわかった。

【００１５】請求項２に記載の発明は、この検討結果に
鑑みてなされたものであり、エージングを行う時間を、
発光層の色度が初期の色度から色度変化が飽和した色度
となるまでの色度変化量を１００％としたとき、発光層
の色度が色度変化量の少なくとも５０％変化した色度と
なるまでの時間とすることを特徴としている。それによ
り、出荷後に色度が変化するのを防止できるため、色度
変化を防止可能な有機ＥＬ素子のエージング方法を提供
することができる。

【００１６】また、本発明者等の検討によれば、発光時
間の経過によって色度が変化する発光層を有する有機Ｅ
Ｌ素子においては、発光層の材質等によっては、発光層
の色度変化特性が初期の色度から色度変化が飽和した色
度となるまでの間に変曲点即ち極値を有する場合がある
ことがわかった。

【００１７】このような極値を有する有機ＥＬ素子にお
いては、発光層の色度が初期の色度から極値の色度とな
るまでに大きく変化し、極値の色度となった以降も再び
発光層の色度が飽和した色度となるまで大きく変化す
る。そのため、エージングを行うにあたっては、初期か
ら極値となるまでの時間とそれ以降の時間とを区別して
考える必要がある。

【００１８】請求項３に記載の発明は、このような極値
を有する有機ＥＬ素子のエージング方法に関してなされ
たものであり、エージングを行う時間を、発光層の色度
が初期の色度から極値の色度となるまでの時間、及び発
光層の色度が極値の色度から色度変化が飽和した色度と
なるまでの色度変化量を１００％としたとき発光層の色
度が前記色度変化量の少なくとも５０％変化した色度と
なるまでの時間の合計時間としたことを特徴としてい
る。

【００１９】それにより、発光時間の経過によって色度
が変化する発光層を有し、この発光層の色度変化特性が
初期の色度から色度変化が飽和した色度となるまでの間
に極値を有する有機ＥＬ素子において、出荷後に色度が
変化するのを防止できる。従って、色度変化を防止可能
な有機ＥＬ素子のエージング方法を提供することができ
る。

【００２０】ここで、上記請求項１〜請求項３に記載の
エージング方法は、発光層が、異なる発光色を発光する
複数の層が積層されたものであって、これら複数の層の
混色が発光されるもの（異色発光層の積層配置タイプ）
や、発光層が、異なる発光色を発光する複数の層が同一
平面内に配置されたものであって、これら複数の層の混
色が発光されるもの（異色発光層の平面配置タイプ）に
対しても適用することができる。

【００２１】また、複数の異色発光層は互いに材料や膜
厚等が異なるため、最適なエージング時間が異なる。こ
こで、異色発光層の平面配置タイプにおいては、平面配
置された複数の層の各々についてエージング中の色度の
モニターが可能である。

【００２２】そのため、エージングを行う時間を、複数
の層のそれぞれについて求め、求められた複数のエージ
ングを行う時間のうち最も長い時間、エージングを行う
ようにすれば（請求項６の発明）、複数の層の全てに対
して適切なエージングを行うことができ、好ましい。

【００２３】また、本発明者等の検討によれば、エージ
ングによって発光層に流す電流が大きくなるほど、ある
いは、エージングを行うときの温度が高いほど、エージ
ングによる色度変化が促進される。

【００２４】そのため、エージングを行う時間を短縮す
るためには、エージングを、有機ＥＬ素子の使用輝度以
上の輝度となるような電流にて行うこと（請求項７の発
明）や、エージングを、有機ＥＬ素子の使用温度以上の
温度にて行うこと（請求項８の発明）が好ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
図に示す実施形態について説明する。図１は、本発明の
第１実施形態に係る異色発光層の積層配置タイプの有機
ＥＬ素子の概略断面構成を示す図である。

【００２６】図１において、１０は、可視光に対して透
明性を有する基板であり、例えばガラス等から構成され
る。基板１０の一面上には、透明性を有する導電膜から
なる陽極２０が形成されている。陽極２０は、例えばイ
ンジウム−錫の酸化物（ＩＴＯ）やインジウム−亜鉛の
酸化物から構成することができる。また、陽極２０の膜
厚は１００ｎｍ〜１μｍ程度であり、好ましくは１５０
ｎｍ程度とすることができる。

【００２７】陽極２０の上には、正孔輸送性の有機材料
から構成された正孔輸送層３１が積層形成されている。
本例では、正孔輸送層３１は、α−ナフチルフェニルベ
ンゼン（α−ＮＰＤ）よりなり、その膜厚は２０ｎｍ程
度としている。

【００２８】正孔輸送層３１の上には、正孔輸送性発光
層３２ａが積層形成されている。この正孔輸送性発光層
３２ａは正孔輸送性の有機材料を母材として蛍光色素を
添加したものであり、本例では、母材としてのα−ＮＰ
Ｄに、青色発光を行う蛍光色素としてのペリレンを１ｗ
ｔ％添加したものであり、その膜厚は２０ｎｍ程度とし
ている。

【００２９】正孔輸送性発光層３２ａの上には、電子輸
送性発光層３２ｂが積層形成されている。この電子輸送
性発光層３２ｂは電子輸送性の有機材料を母材として蛍
光色素を添加したものであり、本例では、母材としての
ＢＡｌｑ（ビス（−２−メチル−キノリノラート）−
（４−フェニルフェノラート）アルミニウム（３））に
赤色発光を行う蛍光色素としてのＤＣＭ１（４−（ジシ
アノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミ
ノスチリル）−４Ｈ−ピラン）を０．５ｗｔ％添加した
ものであり、その膜厚は４０ｎｍ程度としている。

【００３０】ここで、正孔輸送性発光層３２ａが青色発
光層、電子輸送性発光層３２ｂが赤色発光層として構成
され、これら異色発光層３２ａ、３２ｂが積層されたも
のが、有機ＥＬ素子における発光層３２として構成され
ている。

【００３１】電子輸送性発光層３２ｂの上には、電子輸
送性の有機材料から構成された電子輸送層３３が積層形
成されている。本例では、電子輸送層３３は、ＢＡｌｑ
よりなり、その膜厚は２０ｎｍ程度としている。また、
本実施形態では、これら正孔輸送層３１、発光層３２、
電子輸送層３３の３層により有機層３０が構成されてい
る。

【００３２】電子輸送層３３の上には、陰極４０が積層
形成されている。陰極４０の膜厚は、１００ｎｍ〜１μ
ｍ程度であり、陰極４０の構成材料としては、ＬｉＦ／
Ａｌなどの２層構造、もしくはＭｇとＡｇ、ＡｌとＬｉ
などの金属原子の混合層を用いることが可能である。本
例では、陰極４０は、電子輸送層３３側からＬｉＦを
０．５ｎｍ成膜し、その上にＡｌを１００ｎｍ成膜した
ものとして構成されている。

【００３３】かかる構成を有する有機ＥＬ素子は、基板
１０上に、公知の蒸着法やスパッタリング法等を用い
て、陽極２０、正孔輸送層３１、正孔輸送性発光層３２
ａ、電子輸送性発光層３２ｂ、電子輸送層３３、陰極４
０の順に、成膜することで形成される。なお、母材に蛍
光色素がドープされた正孔輸送性発光層３２ａ及び電子
輸送性発光層３２ｂは、母材と蛍光色素との共蒸着によ
り成膜できる。

【００３４】そして、このように形成された有機ＥＬ素
子は、図２に示す様に、基板１０上にて各層２０〜４０
が積層された積層部を、ステンレス等よりなる缶部材５
０にて封止した状態で使用され、定電流駆動される。こ
こで、缶部材５０は接着剤５１にて基板１０の周辺部に
接着され、缶部材５０の内部には乾燥窒素等が充填され
ている。

【００３５】この有機ＥＬ素子においては、一対の電極
２０、４０間に直流電流（駆動電流）を印加することに
より、陽極２０から正孔輸送層３１を介して正孔輸送性
発光層３２ａへ正孔を注入するとともに、陰極４０から
電子輸送層３３を介して電子輸送性発光層３２ｂへ電子
を注入する。ここにおいて、キャリア（正孔、電子）は
両発光層３２ａ、３２ｂの界面を越えて両発光層に移動
して再結合し、励起子を生成する。

【００３６】そして、両発光層３２ａ、３２ｂにおける
各蛍光色素は、励起子のエネルギーを授受し、各々の固
体状態の蛍光ピーク波長に応じた発光色にて同時発光
し、その混色が基板１０側からの発光として視認され
る。本例では、正孔輸送性発光層３２ａにて青色発光が
行われ、電子輸送性発光層３２ｂにて赤色発光が行わ
れ、混色としてＣＩＥ色度座標（０．３３、０．３５）
の色純度の良い白色発光が得られる。

【００３７】このように、本実施形態の発光層３０は、
電界印加時に、陽極２０または正孔輸送層３１から正孔
を注入することが可能であり、かつ陰極４０または電子
輸送層３３から電子が注入できる注入機能、注入したキ
ャリア（正孔、電子）を電界の力で移動させる輸送機
能、電子と正孔の再結合の場を提供しこれを発光につな
げる発光機能等を有している。

【００３８】ところで、本実施形態では、図２に示す様
な構成にて有機ＥＬ素子を使用するため、この構成にて
発光層３０の色度が所定範囲内の変化に収まるように発
光層３０に電流を流すエージングを行う。次に、そのエ
ージング方法について説明する。

【００３９】エージングの条件は、使用時即ち作動時の
駆動条件における発光特性に鑑みて決める。このときの
発光特性としては、輝度のみでなく色度の変化も測定す
る。測定は、通常知られている輝度及び色度を測定可能
な色度計を用いて行うことができる。

【００４０】例えば、上記した本例の有機ＥＬ素子にお
いては、駆動電流として１ｍＡ／ｃｍ²の直流電流を流
した場合、初期輝度は３００ｃｄ／ｍ²であり、発光層
３０の初期色度はＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）として
（０．３３、０．３５）であった。この駆動電流を一定
に保持し、７０℃の高温作動環境下で色度変化を測定す
ると、発光時間が１００時間後に（０．３１５、０．３
３５）、１０００時間後には（０．３１２、０．３２
５）に変化した。

【００４１】このような本例の有機ＥＬ素子における色
度変化の様子をＣＩＥ色度座標の変化として表したもの
が図３であり、座標ｘ、座標ｙのそれぞれについて、発
光時間（ｈｒ）に対する変化として表したものが図４で
ある。

【００４２】図４に示す様に、発光層３０の色度（発光
色）は、作動の初期過程にて大きく変化し、発光時間の
経過と共に比較的変化が小さくなっていき、１０００時
間以降は飽和する。ここで、図４では、色度変化の量と
しては、１００時間以降１０００時間までの変化割合が
１０時間当たり０．０００２以下となっており、実質的
には、色度変化は１００時間にて飽和しているとみなす
ことができる。

【００４３】エージングを行うことによって、有機ＥＬ
素子において上記のような色度変化を強制的に起こすこ
とが可能である。そこで、本実施形態では、有機ＥＬ素
子に対して、色度をモニタしながら、発光層３０の色度
が所定範囲内の変化に収まるようにエージングを行い、
このエージング後に出荷するようにする。

【００４４】それによれば、出荷前に予めエージングに
よって発光層の色度が所定範囲内の変化に収まるように
なっているため、出荷後に色度が変化するのを防止でき
る。例えば、上記図４に示すような色度変化特性を有す
る有機ＥＬ素子の場合には、エージングによって、１０
０時間に相当する色度まで強制的に色度変化を起こして
やれば、色度変化は実質的に飽和し、エージング以降の
色度変化は実質的に防止される。

【００４５】また、発光層３０の色度が初期の色度から
色度変化が飽和した色度となるまでの色度変化量（以
下、初期−飽和色度変化量という）を１００％とする。
例えば上記図４では、初期の色度が（０．３３、０．３
５）、飽和した１０００時間後の色度が（０．３１２、
０．３２５）であり、初期−飽和色度変化量（Δｘ、Δ
ｙ）は（０．０１８、０．０２５）である。

【００４６】このとき、発光層の色度が初期−飽和色度
変化量の５０％変化した色度となるまでの時間に比べ
て、それ以降の発光層３０の色度が変化していく時間は
急激に長くなることが実験的にわかった。その一例を、
図５に示す。

【００４７】図５は、上記図４に示す色度変化特性を有
する本例の有機ＥＬ素子において、色度座標ｙについて
初期−飽和色度変化量の１０％ずつ変化するのに要する
発光時間を示したものである。図５において、横軸に色
変化割合（％）、縦軸に各色変化１０％の所要時間（ｈ
ｒ）を示してある。

【００４８】例えば、色変化割合が１０％で所要時間が
１０時間、色変化割合が１００％で所要時間が２５０時
間となっているが、これは、それぞれ、色度が初期−飽
和色度変化量の０％から１０％に変化するまでの所要時
間が１０時間、色度が初期−飽和色度変化量の９０％ま
で変化した時点から１００％に変化するまでの所要時間
が２５０時間であることを意味する。

【００４９】図５からわかるように、色度が初期−飽和
色度変化量の５０％まで変化した時点以降、６０％、７
０％、…、１００％と初期−飽和色度変化量の１０％ず
つ変化していく時間は、急激に長くなっている。つま
り、発光層３０の色度が、初期−飽和色度変化量の５０
％〜１００％の範囲で変化していっても、使用者（視認
者）が色度変化を認識しない程度（色むらを認識しない
程度）となる。

【００５０】従って、エージングによって発光層３０の
色度を初期−飽和色度変化量の少なくとも５０％以上変
化させれば、実用上問題ないと言える。このことから、
エージングを行う時間を、初期−飽和色度変化量の少な
くとも５０％変化した色度となるまでの時間とすること
により、色度変化は色むらが認識されない程度まで飽和
し、出荷後に色度が変化するのを防止することができ
る。

【００５１】このように、本実施形態のエージング方法
は、発光層の色度が所定範囲内の変化に収まるようにエ
ージングを行うことを特徴とし、具体的には、エージン
グを行う時間を、初期−飽和色度変化量の少なくとも５
０％変化した色度となるまでの時間とすることで、出荷
後に色度が変化するのを防止することができる。

【００５２】次に、本実施形態のエージング方法及びそ
の効果の具体例について述べる。本例では、上記図４に
示す色度変化特性を有する有機ＥＬ素子において、初期
−飽和色度変化量（Δｘ、Δｙ）＝（０．０１８、０．
０２５）を１００％として、ｘ座標で８３％、ｙ座標で
６０％変化した１００時間（７０℃環境下、駆動電流１
ｍＡ／ｃｍ²）に相当する色度となるまでエージングを
行った。

【００５３】ここで、エージングを行う時間を短縮化す
るために、１００℃の環境下にて、１０ｍＡ／ｃｍ²の
駆動電流を流し、７時間エージングを行った。このと
き、初期の色度（０．３３、０．３５）がエージング終
了後は（０．３１５、０．３３５）まで変化し、７０℃
環境下、駆動電流１ｍＡ／ｃｍ²にて１００時間エージ
ング行ったのと同様の色度変化が得られた。

【００５４】そして、このようにエージングを行った後
の有機ＥＬ素子において、再び、７０℃環境下で１ｍＡ
／ｃｍ²の定電流駆動を行ったところ、初期の色度は
（０．３１５、０．３３５）であり、１０００時間駆動
させた後の色度は（０．３１２、０．３２５）にとどま
り、実質的に色変化を防止できた。以上のように、本実
施形態によれば、色度変化を防止可能な有機ＥＬ素子の
エージング方法を提供することができる。

【００５５】また、図６は、エージングにおける輝度と
エージングを行う時間との関係を示すグラフである。こ
こで、横軸は、エージングにおける輝度として、エージ
ング初期の輝度（初期輝度、ｃｄ／ｍ²）を示してお
り、この初期輝度はエージングの電流密度を変えること
で変えていくことができる。また、縦軸のエージング時
間（ｈｒ）は、上記図４における１００時間後の色度
（０．３１５、０．３３５）と同じ色度となるまでに要
するエージング時間である。なお、図６では、７０℃の
雰囲気温度の環境下にてエージングを行った。

【００５６】また、図７は、エージングにおける雰囲気
温度（℃）とエージング時間（ｈｒ）との関係を示すグ
ラフである。ここで、エージング時間（ｈｒ）は、上記
図４における初期−飽和色度変化量の５０％変化した色
度となるまでに要する時間である。なお、図７では、初
期輝度が３００ｃｄ／ｍ²となるように電流を流し、エ
ージングを行った。

【００５７】これら図６及び図７からわかるように、エ
ージングにおける輝度が高いほど即ちエージングによっ
て発光層３０に流す電流が大きくなるほど、あるいは、
エージングを行うときの温度が高いほど、エージングに
よる色度変化を促進することができる。

【００５８】そのため、エージングを行う時間を短縮す
るためには、エージングを、有機ＥＬ素子の使用輝度以
上の輝度となるような電流にて行ったり、エージング
を、有機ＥＬ素子の使用温度以上の温度にて行ったりす
ることが好ましい。

【００５９】（第２実施形態）また、本発明者等の検討
によれば、上記第１実施形態における有機ＥＬ素子にお
いて、発光層３０の色度変化特性が初期の色度から色度
変化が飽和した色度となるまでの間に変曲点即ち極値を
有する場合が発生した。この現象をＣＩＥ色度座標の座
標ｘ、座標ｙのそれぞれについて、発光時間（ｈｒ）に
対する変化として図８に示す。

【００６０】本第２実施形態は、このような色度変化特
性に極値を有する有機ＥＬ素子に係るエージングを提供
するものであり、以下、第１実施形態との相違点につい
て説明し、同一部分は説明を省略する。

【００６１】図８に示す様に、色度は、初期の色度から
いったん大幅に低下し、極値まで低下した後、再び急激
に増加し、その後緩やかに増加していく。このような現
象は、発光層３０の有機材料や蛍光色素の種類や濃度、
膜厚等の相違により、色度変化特性が極値が生じると考
えられる。

【００６２】このような極値を有する有機ＥＬ素子にお
いては、発光層３０の色度が初期の色度から極値の色度
となるまでに大きく変化し、極値の色度となった以降も
再び発光層の色度が飽和した色度となるまで大きく変化
する。そのため、エージングを行うにあたっては、初期
から極値となるまでの時間とそれ以降の時間とを区別し
て考える必要がある。

【００６３】本実施形態のエージング方法においては、
図８に示す様に、発光層３０の色度が初期の色度から極
値の色度となるまでの時間（以下、初期−極値時間とい
う）ｔ１は、まずエージングを行う必要がある。また、
極値以降の色度変化については、上記第１実施形態と同
様の考えで色度変化を防止することができる。

【００６４】即ち、色度発光層３０の色度が極値の色度
から色度変化が飽和した色度（図８では１０００時間後
の色度）となるまでの色度変化量（以下、極値−飽和色
度変化量という）を１００％とする。そして、上記初期
−極値時間ｔ１に加えて、発光層３０の色度が極値−飽
和色度変化量の少なくとも５０％変化した色度となるま
での時間ｔ２、エージングを行う。つまり、エージング
を行う時間が、上記両時間の合計時間（ｔ１＋ｔ２）と
なる。

【００６５】それにより、色度変化特性が極値を有する
有機ＥＬ素子において、出荷前に予めエージングによっ
て発光層の色度が所定範囲（使用者が色度変化を認識し
ないような範囲）内の変化に収まるようになっているた
め、出荷後に色度が変化するのを防止できる。よって、
本実施形態においても、色度変化を防止可能な有機ＥＬ
素子のエージング方法を提供することができる。

【００６６】（第３実施形態）本第３実施形態は、上記
第１実施形態に示した異色発光層の積層配置タイプでは
なく、発光層が、異なる発光色を発光する複数の層が同
一平面内に配置されたものであって、これら複数の層の
混色が発光される異色発光層の平面配置タイプに係るも
のである。以下、主として第１実施形態との相違点につ
いて述べる。

【００６７】図９は、本実施形態に係る異色発光層の平
面配置タイプの有機ＥＬ素子の概略断面構成を示す図で
ある。図９において、基板１０、陽極２０、正孔輸送層
３１、電子輸送層３３、陰極４０は、上記図１と同様で
ある。

【００６８】ただし、図９では、陽極２０は、紙面垂直
方向へ延びる複数本（図中、４本図示）のものがストラ
イプ状に配置されたものであり、陰極４０は、陽極２０
と直交する方向へ延びる複数本（図中、１本のみ図示）
のものがストライプ状に配置されたものであり、陽極２
０と陰極４０とが交差して重なり合う部分に発光部Ｒ、
Ｂが形成されている。

【００６９】そして、図９では、一本の陽極２０を単位
として、隣り合う陽極２０上には、互いに異なる発光色
を持つ発光層３５ａ、３５ｂが形成されている。本例で
は、異なる発光色を持つ発光層３５ａ、３５ｂを、青色
発光層３５ａと赤色発光層３５ｂとにより構成してお
り、図９に示す様に、符号Ｂで示す発光部が青色発光、
符号Ｒで示す発光部が赤色発光を行うようになってい
る。

【００７０】本例では、青色発光層３５ａとしては、Ｂ
Ａｌｑにペリレンを１ｗｔ％添加した電子輸送性発光層
を採用し、赤色発光層３５ｂとして、Ａｌｑ（トリス
（８−キノリール）アルミニウム）にＤＣＭ１を０．５
ｗｔ％添加した電子輸送性発光層を採用している。ま
た、電子輸送層３３はＡｌｑにて構成している。また、
膜厚は、青色発光層３５ａが４０ｎｍ程度、赤色発光層
３５ｂが３０ｎｍ程度である。

【００７１】かかる本実施形態の有機ＥＬ素子も、上記
図２と同様、缶部材により封止された状態で使用され
る。そして、一対の電極２０、４０間に直流電流（駆動
電流）を印加することにより、発光が行われ、発光層３
５ａ、３５ｂからの異なる発光色の混色が得られる。本
例では、青色発光層３５ａからの青色発光（発光部Ｂ）
と赤色発光層３５ｂからの赤色発光（発光部Ｒ）とによ
り、混色としてＣＩＥ色度座標（０．３３、０．３５）
の色純度の良い白色発光が得られる。

【００７２】本実施形態の有機ＥＬ素子におけるエージ
ング方法について述べる。ここで、本実施形態では、上
記第１実施形態と同様に、有機ＥＬ素子からの混色の色
度に着目してエージングを行うことも可能であるが、次
に述べるような、異色発光層の平面配置タイプ特有のエ
ージング方法も可能である。

【００７３】本実施形態では、異色発光層３５ａ、３５
ｂが平面配置されているため、積層配置タイプのように
混色ではなく、各々の色の輝度及び色度を測定すること
ができる。そのため、各色の時間に対する色度変化特性
を求め、各色の発光層について、初期−飽和色度変化量
の５０％変化した色度を求めることができる。それによ
り、各色の発光層について最適なエージング時間を求め
ることができる。

【００７４】そして、各色の発光層について求めたエー
ジング時間のなかから、最も長い時間、エージングを行
うようにする。このようにエージングを行えば、全ての
色の発光層に対して色度変化は実質的に飽和し、エージ
ング以降の色度変化は実質的に防止される。

【００７５】次に、本実施形態のエージング方法及びそ
の効果の具体例について述べる。本例の有機ＥＬ素子に
ついて、上記第１実施形態と同様に、駆動電流として１
ｍＡ／ｃｍ²の直流電流を流し、７０℃の高温作動環境
下で輝度及び色度変化を測定した。

【００７６】まず、青色発光層３５ａについては、その
発光色がＣＩＥ色度座標及び輝度として、初期には
（０．１８、０．２２）、２００ｃｄ／ｍ²であったも
のが、１５０時間後に（０．１９０、０．２３）、１２
０ｃｄ／ｍ²、１０００時間後（色度が飽和した状態）
には（０．２００、０．２４０）、１００ｃｄ／ｍ²に
変化した。

【００７７】一方、赤色発光層３５ｂについては、その
発光色がＣＩＥ色度座標及び輝度として、初期には
（０．６０、０．３２）、３００ｃｄ／ｍ²であったも
のが、１００時間後に（０．５９、０．３３）、２３０
ｃｄ／ｍ²、１０００時間後（色度が飽和した状態）に
は（０．５８、０．３４）、１６０ｃｄ／ｍ²に変化し
た。

【００７８】各色について初期−飽和色度変化量をみて
みると、例えば色度のｘ座標が初期−飽和色度変化量の
５０％まで変化するのに要する時間は、青が１５０時
間、赤が１００時間であり、青色発光層３５ａの方が赤
色発光層３５ｂよりも色度変化が小さくなるのに要する
時間（発光時間）が長い。

【００７９】そのため、本例では、青色発光層３５ａの
色度を基準としてエージングすることにより、全体の色
変化の防止が可能となる。つまり、青色の方を実質的に
飽和するようにエージングを行えば、青色よりも色度変
化が小さくなるのに要する時間が短い赤色も飽和すると
いうことである。

【００８０】具体的に、本例の有機ＥＬ素子において
は、青色発光層３５ａのｘ色度座標が初期−飽和色度変
化量の５０％まで変化した色度となるまでの時間、エー
ジングを行う。このエージングを行う時間は、上記した
７０℃環境下、駆動電流１ｍＡ／ｃｍ²の条件では、１
５０時間であるが、時間短縮化のために、１００℃の環
境下にて、１０ｍＡ／ｃｍ²の駆動電流を流し、２５時
間エージングを行った。

【００８１】このエージングプロセスを経た後、再び、
７０℃環境下で１ｍＡ／ｃｍ²の定電流駆動を行ったと
ころ、青色の色度変化は、初期の色度座標（０．１９
０、０．２３）が、１０００時間駆動後には（０．２０
０、０．２４０）にとどまり、また、赤色の色変化は、
初期の色度座標（０．５８８、０．３３２）が、１００
０時間駆動後には（０．５７９、０．３４２）にとどま
り、実質的に色変化を防止できた。以上のように、本第
３実施形態によっても、色度変化を防止可能な有機ＥＬ
素子のエージング方法を提供することができる。

【００８２】なお、本発明は、発光時間の経過によって
色度が変化する発光層を有する有機ＥＬ素子に適用可能
なものであり、このような有機ＥＬ素子であれば、上記
の異色発光層の積層配置または平面配置タイプ以外に
も、単色（単一）の発光層を有するものにも適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の概
略断面図である。

【図２】図１に示す有機ＥＬ素子を缶部材で封止した構
成を示す概略断面図である。

【図３】上記第１実施形態に係る有機ＥＬ素子における
色度変化の様子をＣＩＥ色度座標の変化として表した図
である。

【図４】上記第１実施形態に係る有機ＥＬ素子における
色度の発光時間に対する変化を表す図である。

【図５】上記第１実施形態に係る有機ＥＬ素子において
色度が初期−飽和色度変化量の１０％ずつ変化するのに
要する発光時間を示す図である。

【図６】エージングにおける輝度とエージング時間との
関係を示すグラフである。

【図７】エージングにおける雰囲気温度とエージング時
間との関係を示すグラフである。

【図８】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子にお
ける色度の発光時間に対する変化を表す図である。

【図９】本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ素子の概
略断面図である。

【図１０】混色の発光スペクトルにおける輝度バランス
の変化及びピーク位置の変化を示す図である。

【符号の説明】

１０…基板、２０…陽極、３０…有機層、３１…正孔輸
送層、３２…発光層、３２ａ…正孔輸送性発光層、３２
ｂ…電子輸送性発光層、３３…電子輸送層、３５ａ…青
色発光層、３５ｂ…赤色発光層、４０…陰極、５０…缶
部材、５１…接着剤。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光時間の経過によって色度が変化する
発光層を有する有機ＥＬ素子において、前記発光層の色
度が所定範囲内の変化に収まるように前記発光層に電流
を流すエージングを行い、このエージング後に出荷する
ことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】発光時間の経過によって色度が変化する
発光層を有する有機ＥＬ素子に対し、前記発光層に電流
を流すエージングを行う有機ＥＬ素子のエージング方法
であって、前記エージングを行う時間が、前記発光層の色度が初期
の色度から色度変化が飽和した色度となるまでの色度変
化量を１００％としたとき、前記発光層の色度が前記色
度変化量の少なくとも５０％変化した色度となるまでの
時間であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】発光時間の経過によって色度が変化する
発光層を有し、この発光層の色度変化特性が初期の色度
から色度変化が飽和した色度となるまでの間に極値を有
する有機ＥＬ素子に対し、前記発光層に電流を流すエー
ジングを行う有機ＥＬ素子のエージング方法であって、前記エージングを行う時間が、前記発光層の色度が前記
初期の色度から前記極値の色度となるまでの時間、及び
前記発光層の色度が前記極値の色度から色度変化が飽和
した色度となるまでの色度変化量を１００％としたとき
前記発光層の色度が前記色度変化量の少なくとも５０％
変化した色度となるまでの時間の合計時間であることを
特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】前記発光層が、異なる発光色を発光する
複数の層が積層されたものであって、これら複数の層の
混色が発光されるものであることを特徴とする請求項１
ないし３のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方
法。
【請求項５】前記発光層が、異なる発光色を発光する
複数の層が同一平面内に配置されたものであって、これ
ら複数の層の混色が発光されるものであることを特徴と
する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機ＥＬ
素子の製造方法。
【請求項６】前記エージングを行う時間を、前記複数
の層のそれぞれについて求め、求められた複数の前記エ
ージングを行う時間のうち最も長い時間、前記エージン
グを行うことを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素
子の製造方法。
【請求項７】前記エージングを、前記有機ＥＬ素子の
使用輝度以上の輝度となるような電流にて行うことを特
徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の有機
ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】前記エージングを、前記有機ＥＬ素子の
使用温度以上の温度にて行うことを特徴とする請求項１
ないし７のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方
法。