JP5358964B2 - 有機ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光画素に順バイアスまたは逆バイアスを印加して発光させることで、有機ＥＬ素子の色度を安定化させるエージングを行う有機ＥＬ素子の製造方法に関する。

従来より、発光層の安定化を図る有機ＥＬ画素のエージング方法が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、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素子において、発光層の色度が所定範囲内の変化に収まるように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が提案されている。ここで有機ＥＬ画素は有機ＥＬ素子を構成する発光領域を意味し、通常の有機ＥＬ素子は複数の有機ＥＬ画素から構成される。ただし、有機ＥＬ素子のテストピースでは１つの有機ＥＬ画素から構成される場合もある。

エージングを行う場合、有機ＥＬ画素を構成する一対の電極間に順方向の直流電流（駆動電流）を印加する。このように、電極間に順方向の直流電流を印加すると、基板全体の有機ＥＬ画素すなわち画面全体が発光する。このようして、画面全体で色度変化を強制的に起こし、発光層の色度が所定範囲内の変化に収まるようにしている。
特許第３２７９３１０号公報

しかしながら、使用時にも順方向の直流電流を印加して発光させ、逆バイアスを印加しない駆動方法のセグメントパネルにおいては、上記従来の技術、すなわち順方向の直流電流を印加し画面全体を発光させてエージングを行う方法は使用時の色度変化の抑制に効果的であったが、発光させない画素には逆バイアスを印加するドットパネルにおいてはこのエージング方法は色度変化の抑制に効果的ではなかった。

本発明は、上記点に鑑み、有機ＥＬ素子の製造方法において、全ての画素に順バイアスと逆バイアスの両方を印加し、有機ＥＬ素子の色度を安定値まで変化させることができるエージング方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、有機ＥＬ画素（２０）の有機膜層（２６〜３０）をガラス転移温度以下に加熱し、複数の有機ＥＬ画素（２０）の一部に順バイアスをそれぞれ印加することにより複数の有機ＥＬ画素（２０）の一部を発光させる発光領域（１７）と、一部を除いた有機ＥＬ画素（２０）に逆バイアスをそれぞれ印加することにより一部を除いた有機ＥＬ画素（２０）を発光させない非発光領域（１８）とを設け、発光画面（１５）内で発光領域（１７）と非発光領域（１８）とを切り替えて複数の有機ＥＬ画素（２０）のエージングを行うことを特徴とする。

これにより、発光画面（１５）のうち一部を発光させるエージングを行うことができる。この場合、発光画面（１５）内で発光領域（１７）と非発光領域（１８）とを切り替えることで、複数の有機ＥＬ画素（２０）すべてを発光させることができ、発光画面（１５）全体の色度を安定させることができる。

請求項２に記載の発明では、有機ＥＬ画素（２０）の有機膜層（２６〜３０）を８５℃以上ガラス転移温度以下に加熱することを特徴とする。

有機ＥＬ画素を有機膜層（２６〜３０）のガラス転移温度以上に加熱した場合は各有機膜層（２６〜３０）が混合し積層構造を維持できなくなり、輝度が低下するので好ましくない。しかし、有機ＥＬ画素（２０）を８５℃以上でエージングすることにより、有機ＥＬ画素（２０）が８５℃を超える高温の環境で用いられる場合であっても、安定した色度で画像表示できるようにすることができる。

また、請求項１に記載の発明では、陰極（３２）を走査線とし、陽極（２５）を信号線としたとき、有機ＥＬ画素（２０）は、マトリクス状に配置された複数本数ずつの走査線および信号線の各交点に設けられており、走査線上および信号線上のいずれか一方の複数のラインにおいて、３ライン毎にその中の１ラインの有機ＥＬ画素（２０）が発光し、かつ発光する２つのラインの有機ＥＬ画素（２０）の間に発光しない２ラインの隣り合った有機ＥＬ画素（２０）が配置される状態とし、発光する１ラインの有機ＥＬ画素（２０）が一定時間毎に一方向に順に移動していくように発光領域（１７）と非発光領域（１８）とを切り替えて、複数の有機ＥＬ画素（２０）すべてを同じ時間だけ発光させることを特徴とする。

これにより、発光画面（１５）の全体で有機ＥＬ素子すべての色度を安定させることができる。また、隣り合った走査線上の有機ＥＬ画素（２０）または隣り合った信号線上の有機ＥＬ画素（２０）が同時に発光しないので、発光領域（１７）の温度が部分的に異常に上がらないようにすることができ、有機ＥＬ素子を所望のエージング温度に設定することができる。

請求項３に記載の発明では、有機膜層（２６〜３０）は、発光色がそれぞれ異なる複数の発光層（２８、２９）が積層されて構成されており、複数の発光層（２８、２９）それぞれから発せられた光の混色を発光画面（１５）に表示することを特徴とする。

このように、複数の発光層（２８、２９）の混色を発光画面（１５）にて表示する場合では、上記のエージングを行うことにより、各発光層（２８、２９）の輝度をそれぞれ安定させることができるので、混色がいずれかの発光層（２８、２９）の発光色に偏らないようにすることができる。

請求項４に記載の発明では、有機ＥＬ画素（２０）は同一平面上に複数配置され、複数の有機ＥＬ画素（２０）から２色以上の異なる光が発せられるようになっており、発光画面（１５）には複数の有機ＥＬ画素（２０）から発せられた２色以上の異なる色の混色が表示されることを特徴とする。

これにより、複数の色の混色が発光画面（１５）から発せられる場合において、上記のエージングを行うことにより、混色が各色に偏らないようにすることができる。

また、請求項１に記載の発明では、有機膜層（２６〜３０）は、ホール輸送性の材料（２７）、発光層（２８、２９）、および電子輸送性の材料（３０）が順に積層されて構成されたものに適用している。

これにより、本発明のエージング後の使用時における、有機ＥＬ素子の色度変化をより少なくすることができる。

請求項５に記載の発明のように、ホール輸送性の材料（２６）は芳香族３級アミン系化合物によりなる、ホール輸送性の材料（２６）の有機膜層を形成した後、ガラス転移温度以上に加熱したものを用いることができる。

これにより、本発明のエージング後の使用時における、有機ＥＬ素子の色度変化をより少なくすることができる。

請求項６に記載の発明のように、有機膜層（２６〜３０）として、ガラス転移温度が１２０℃以上のものを用いることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示されるエージング方法は、製造した有機ＥＬ素子もしくは有機ＥＬ素子を含んだ装置の出荷前に有機ＥＬ画素を発光させることによって色度を安定化させる方法である。

図１は、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のブロック図である。この図に示されるように、有機ＥＬ表示装置は、電源回路１０と、マトリクス型表示装置１１と、制御回路１２とを備えて構成されている。

図２（ａ）は有機ＥＬパネルの概略断面図である。基板２１の上には、陽極２５、発光層を含む有機多層部及び陰極３２からなる有機ＥＬ画素を発光パネル部分として含むものである。ここで、陽極２５は、たとえばストライプ形状にパターニングされ、陰極３２は、たとえば陽極２５に対し、垂直方向にストライプ形状にパターニングされたものである。陰極３２のパターニングは、本実施例では陽極２５に対し、垂直方向にストライプ形状に配置した隔壁３３で行った。また、陽極２５と陰極３２との間に、パターン加工された絶縁膜（図示せず）を存在させた非発光パネル部分が存在する。この絶縁膜は、陽極２５の間を埋めるとともに陽極２５では開口するように、パターニング形成されている。そして、該絶縁膜の開口部には発光層を含む有機多層部と互いに対向する陽極２５および陰極３２とが設けられている。

図２（ｂ）は有機ＥＬ画素の断面図である。基板２１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２１の一面上には、透明性を有する導電膜からなる陽極２５が形成されている。陽極２５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１５０ｎｍ程度とすることができる。

陽極２５の上には、ホール輸送性の有機材料から構成されたホール注入層２６が積層形成されている。本実施形態では、ホール注入層２６は、Ｔｇが１４１℃のトリフェニルアミンの４量体（ＴＰＴＥ：Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ジフェニルアミノ−４'−ビフェニル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニル｛１，１'−ビフェニル｝−４，４'−ジアミン））よりなり、その膜厚は２０ｎｍ程度としている。

ホール注入層２６の上には、ホール輸送層２７が積層形成されている。本実施形態では、ホール輸送層２７はホール注入層２６と同じ材料のＴＰＴＥを使用した。その膜厚は４０ｎｍ程度としている。

第１発光層２８はホール輸送性のＴＰＴＥと電子輸送性のＴｇ１５０℃のジフェニルアントラセンの２量体（ＤＦＡ：９，１０−ジフェニル−９'，１０'−ジフェニル−２，２'−ジアントラセン）の１：１の混合物材料を母材として、蛍光色素として青色発光を示すペリレンを１ｗｔ％添加したものであり、その膜厚は２０ｎｍ程度としている。

第１発光層２８の上には、第２発光層２９が積層形成されている。第２発光層２９はホール輸送性のＴＰＴＥと電子輸送性のＴｇ１５０℃のジフェニルアントラセンの２量体（ＤＦＡ：９，１０−ジフェニル−９'，１０'−ジフェニル−２，２'−ジアントラセン）の１：１の混合物材料を母材として、蛍光色素として赤色発光を示す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。

ここで、第１発光層２８が青色発光層、第２発光層２９が赤色発光層として構成され、これら異色発光層２８、２９からの発光の混色が有機ＥＬパネルの発光になる。

第２発光層２９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３０が積層形成されている。本実施形態では、電子輸送層３０は、Ｔｇ１７５℃のＡｌｑよりなり、その膜厚は２０ｎｍ程度としている。

電子注入層３１としては陰極３２から電子輸送層３０への電子の注入効率を高めるハロゲン化金属化合物が用いられる。本実施形態では、電子注入層３１は、フッ化リチウムよりなり、その膜厚は０.５ｎｍ程度としている。

電子注入層３１の上には、陰極３２が積層形成されている。陰極３２の膜厚は、１００ｎｍ〜１μｍ程度であり、陰極３２の構成材料としては、Ａｌ、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３２はＡｌを１００ｎｍ成膜したものとして構成されている。

このように、本実施形態でホール注入層２６、ホール輸送層２７、第１発光層２８、第２発光層２９、電子輸送層３０に使用した有機材料のＴｇは１２０℃以上である。

かかる構成を有する有機ＥＬパネルは、基板２１上に、公知の蒸着法やスパッタリング法等を用いて、陽極２５、ホール注入層２６、ホール輸送層２７、第１発光層２８、第２発光層２９、電子輸送層３０、電子注入層３１、陰極３２の順に、成膜することで形成される。なお、２種類の母材に蛍光色素がドープされた第１発光層２８及び第２発光層２９は、各材料の共蒸着により成膜できる。本実施例では、ホール注入層２６の成膜前に陽極２５の前処理を行った。例えば前処理として、ＵＶオゾン処理を２００℃で５分間、プラズマ処理をＡｒ／Ｏ₂混合ガス中にて２５０ｍＷ／ｃｍ²のパワー密度で３分間行えば良い。

そして、このように形成された有機ＥＬパネルは、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す様に、基板２１上にて各層２５〜３２が積層された積層部を、ガラスまたはステンレス等よりなる中空構造の封止部材２３にて封止した状態で使用され、定電流駆動される。ここで、封止部材２３は接着剤２２にて基板２１の周辺部に接着され、封止部材２３の内部には乾燥窒素等が充填されている。さらに、必要に応じて吸湿材２４を配置することができる。

また、本実施形態では基板２１の発光面側に偏向板３４を設置し、パネルの表面反射率を抑制している。

この有機ＥＬパネルにおいては、一対の電極２５、３２間に直流電流（駆動電流）を印加することにより、陽極２５からホール注入層２６、そしてホール輸送層２７を介して、第１発光層２８及び第２発光層２９へホールを注入するとともに、陰極３２から電子注入層３１、そして電子輸送層３０を介して、第１発光層２８及び第２発光層２９へ電子を注入する。

ここにおいて、キャリア（ホール、電子）は第１発光層２８及び第２発光層２９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。

そして、第１発光層２８及び第２発光層２９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２１側からの発光として視認される。本実施形態では、第１発光層２８にて青色発光が行われ、第２発光層２９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。

このように、本実施形態の第１発光層２８及び第２発光層２９は、電界印加時に、ホール輸送層２７からホールを注入することが可能であり、かつ電子輸送層３０から電子が注入できる注入機能、注入したキャリア（ホール、電子）を電界の力で移動させる輸送機能、電子とホール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。

ところで、本実施形態では、図２（ａ）に示す様な構成にて有機ＥＬパネルを使用するため、この構成にて発光色の色度が所定範囲内の変化に収まるように第１発光層２８及び第２発光層２９に電流を流すエージングを行う。エージング方法については後ほど説明する。

電源回路１０は、マトリクス型表示装置１１および制御回路１２をそれぞれ駆動するための一定電圧を生成するものである。すなわち、電源回路１０は、例えば車両に搭載された車両用バッテリから入力した電圧から、マトリクス型表示装置１１や制御回路１２で必要となる一定電圧を生成し、マトリクス型表示装置１１および制御回路１２にそれぞれ出力する。

マトリクス型表示装置１１は、画像を表示するものであり、駆動回路１３と、有機ＥＬパネル１４とを備えている。

駆動回路１３は、制御回路１２から入力される指令に基づいて有機ＥＬパネル１４に画像表示を行うものであり、有機ＥＬパネル１４に電流信号を与えるカラムドライバ１３ａおよび走査線信号を与えるロウドライバ１３ｂを備えて構成されている。

有機ＥＬパネル１４は、画像表示のための画面となるものであり、上記駆動回路１３のカラムドライバ１３ａおよびロウドライバ１３ｂの駆動によって画像表示を行うものである。このような有機ＥＬパネル１４には、マトリクス状に配置された複数本数ずつ（例えばＭ×Ｎ本：Ｍ、Ｎは２以上の整数）の陽極線および陰極線の各交点に発光画素が形成されており、例えば陽極線が信号線とされ、陰極線が走査線とされている。

上記のような有機ＥＬパネル１４の駆動時には、Ｍ本の走査線を駆動回路１３内のロウドライバ１３ｂにより周期的に走査しながら、Ｎ本の信号線のうち所望の信号線に駆動回路１３内のカラムドライバ１３ａから電流信号を与え、それら走査線および信号線の交点位置に形成された発光画素を発光させることにより画像表示を行う。

上記の有機ＥＬパネル１４、駆動回路１３、および電源回路１０は例えばモジュール化されている。

制御回路１２は、外部から入力される画像データを処理して上記駆動回路１３に出力するものである。具体的には、制御回路１２は、外部装置（例えば画像処理回路、カメラ等）から画像データを入力し、走査すべき走査線の数や位置、画像データ（Ｍ行×Ｎ列分またはｍ行×Ｎ列分、オン／オフ階調）に基づき、駆動回路１３を駆動して有機ＥＬパネル１４に画像表示させる駆動データ（駆動デューティ比、瞬間発光輝度）を生成して当該駆動データをマトリクス型表示装置１１に入力する。このような制御回路１２は、例えばマイクロコンピュータ等で構成される。

以上が、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の全体構成である。このような有機ＥＬ表示装置は、例えば車両のメータに適用され、車両情報等を表示するものとして用いられる。

次に、図１に示される有機ＥＬパネル１４の構造および有機ＥＬ画素の構造について、図２を参照して説明する。図２（ａ）は有機ＥＬパネル１４の概略断面図を示したものであり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示される有機ＥＬ画素２０の断面図を示したものである。以下、図２を参照して有機ＥＬパネル１４および有機ＥＬ画素２０について説明する。

図２（ａ）に示されるように、ガラス基板２１の一面に有機ＥＬ画素２０が複数形成されている。また、ガラス基板２１の一面には接着剤２２を介してカバーガラス２３が接着されており、各有機ＥＬ画素２０はガラス基板２１とカバーガラス２３とによって封止されている。カバーガラス２３のうちガラス基板２１と対向する面には吸湿剤２４が設けられている。

図２（ｂ）に示されるように、有機ＥＬ画素２０の具体的な構造は、ガラス基板２１上に陽極２５、ホール注入層２６、ホール輸送層２７、第１発光層２８、第２発光層２９、電子輸送層３０、電子注入層３１、陰極３２が順に積層されて構成されている。このうち、ホール注入層２６、ホール輸送層２７、第１、第２発光層２８、２９、および電子輸送層３０が有機膜層であり、この有機膜層の総膜厚は例えば０．２μｍになっている。また、有機膜層のガラス転移温度は１２０℃以上である。

陽極２５はＩＴＯ（酸化インジウム）からなる透明導電材料で構成され、例えばスパッタの方法によりガラス基板２１の上に形成される。上述のように、陽極２５は信号線とされ、例えば２５６本の信号線がガラス基板２１上に形成されており、各陽極２５はカラムドライバ１３aに接続されている。

ホール注入層２６およびホール輸送層２７は、芳香族３級アミン系化合物により形成されている。この芳香族３級アミン系化合物は透明物質であり、透過率が良い物質である。

第１発光層２８は例えば青色を発光する発光層であり、第２発光層２９は例えば赤色を発する発光層である。これら第１、第２発光層２８、２９が発光することにより、赤色と青色の混色である白色に見える。各発光層２８、２９は、例えば蒸着やスパッタの方法により形成される。

電子輸送層３０は第２発光層２９側に電子を注入するものである。また、電子注入層３１は、陰極３２から電子輸送層３０への電子注入効率を高めるためのものである。

陰極３２は、陽極２５に対して垂直方向に形成されたものである。上述のように、陰極３２は走査線とされ、例えば６４ラインの走査線が電子注入層３１の上に形成され、各陰極３２はロウドライバ１３ｂに接続されている。陰極３２は例えばアルミニウムが電子注入層３１の上に真空蒸着されることで形成される。

このような構造の有機ＥＬ画素２０は、陽極２５と陰極３２とが交差する場所に配置され、陽極２５に対して垂直方向に形成された隔壁３３によって陰極３２は複数本に電気的に分離されている。そして、各有機ＥＬ画素２０が並べられた領域が有機ＥＬパネル１４における発光画面１５となる。

上記有機ＥＬ画素２０においては、図２（ｂ）に示されるように陽極２５と陰極３２との間に順バイアス方向に一定電圧が印加されると、ホール注入層２６およびホール輸送層２７から各発光層２８、２９側にホールが移動すると共に、電子注入層３１および電子輸送層３０から各発光層２８、２９側に電子が移動し、各発光層２８、２９で電子とホールとが再結合することにより、第１発光層２８から青色が発せられ、第２発光層２９から赤色が発せられる。これにより、青色と赤色との混色である白色が、ガラス基板２１および円偏向板３４を介して発光画面１５から発せられるようになっている。

次に、上記有機ＥＬ画素２０の製造方法について説明する。有機ＥＬ画素２０の製造に当たり、有機ＥＬ画素２０のエージングを行う際には図３に示されるエージング装置４０を用いる。

まず、図２に示される有機ＥＬパネル１４を用意する。この後、図１に示されるように、有機ＥＬパネル１４に駆動回路１３を組み付け、さらに駆動回路１３に電源回路１０を組み付けて、有機ＥＬパネル１４、駆動回路１３、および電源回路１０を一体化する。電源回路１０には例えばフレキシブルプリント基板１６が設けられている。

有機ＥＬパネル１４が図１に示されるように有機ＥＬ表示装置に組み付けられると、このフレキシブルプリント基板１６を介して制御回路１２から駆動回路１３にデータが入力される。また、フレキシブルプリント基板１６を介して車載バッテリ等の電源から電源が入力される。

続いて、エージング装置４０を用いて、有機ＥＬ画素２０のエージングを行う。エージング装置４０は、エージング回路４１とＰＣ４２とを備えて構成されている。エージング回路４１とＰＣ４２とは配線４３により接続されている。

エージング回路４１は、順バイアスまたは逆バイアスを生成して各有機ＥＬ画素２０に印加する回路が形成されたものである。エージング回路４１には、エージング回路４１を作動させるための電源が供給されるようになっている。

ＰＣ４２は、どの有機ＥＬ画素２０を発光させるか、すなわち順バイアスを印加するか、またはどの有機ＥＬ画素２０を発光させないか、すなわち逆バイアスを印加するかをエージング回路４１に指令するソフトウェアを備えたハードウェアである。

エージング回路４１には、フレキシブルプリント基板１６が差し込まれるコネクタ４４が備えられている。そして、図３に示されるように、エージング回路４１のコネクタ４４に有機ＥＬパネル１４や電源回路１０に一体化されたフレキシブルプリント基板１６が差し込まれる。エージング回路４１に供給される電源は、フレキシブルプリント基板１６を介して電源回路１０に入力され、これにより駆動回路１３および有機ＥＬパネル１４が作動する。

そして、ＰＣ４２において、有機ＥＬパネル１４の発光画面１５をどのように光らせるかの設定、および光らせる時間の設定をソフトウェアで設定する。具体的には、発光画面１５のうち、複数の有機ＥＬ画素２０の一部を発光させる発光領域１７と、当該一部を除いた有機ＥＬ画素２０を発光させない非発光領域１８とを設ける。この場合、発光領域１７の面積は、発光画面１５の面積のうちの５％以上９５％以下である。

発光領域１７の下限値を発光画面１５の５％としているのは、２０ラインの信号線のうち５％に相当する１ラインを発光領域１７として発光させ、残りの１９ラインを非発光領域１８とした場合の実験結果からである。また、発光領域１７の上限値を発光画面１５の９５％としているのは、２０ラインの信号線のうち９５％に相当する１９ラインを発光させ、残りの１ラインを発光させないようにした場合の実験結果からである。そのため、この値は限定されるものではない。

本実施形態では、発光領域１７の面積を発光画面１５の面積の３３％とする。３３％という面積比は、信号線において、３ラインに１ラインが光ることを示している。

より詳しくは、２５６本の信号線のうち、１ラインの有機ＥＬ画素２０が光り、光る有機ＥＬ画素２０の両隣のラインに該当する有機ＥＬ画素２０は光らないようにし、この３ラインのセットで２５６ライン並べられた状態となるようにする。これにより、光る２ラインの有機ＥＬ画素２０の間に光らない２ラインの有機ＥＬ画素２０が配置されることとなる。つまり、発光領域１７と非発光領域１８とが発光画面１５に分散されている。

このように、３ラインに１ラインが光るようにしているのは、光る有機ＥＬ画素２０の熱が発光画面１５全体に分散されるようにしているためである。上記のように３ラインに１ラインが光るセットを並べる場合の他、例えば発光画面１５に光る１つの領域（例えば８４ライン）と光らない１つの領域（例えば１７２ライン）を設けても良いが、有機ＥＬパネル１４で部分的に過剰に温度が上がらないようにするためには、光るラインと光らないラインとを分散させたほうが好ましい。

そして、発光画面１５内で発光領域１７と非発光領域１８とを切り替えて有機ＥＬ画素２０のエージングを行うように設定する。光る１ラインを切り替える時間は、１秒以上１０秒以下とする。本実施形態では、１ラインを１秒間隔で切り替えていく。これにより、１ラインは、１秒光り、２秒光らず、再び１秒光り、２秒光らない。これが繰り返されることとなる。以上のように、ＰＣ４２にて発光領域１７の設定および切り替え時間の設定を行う。この設定は、エージング情報としてＰＣ４２からエージング回路４１に入力される。

次に、上記の設定に従って、有機ＥＬ画素２０のエージングを行う。まず、有機ＥＬ画素２０を８５℃以上ガラス転移温度以下に加熱する。本実施形態では、有機ＥＬパネル１４を８５℃に加熱する。有機ＥＬパネル１４は、上述のように車両に搭載されるものであり、８５℃以上となることが予想される過酷な環境で使用されることを想定して８５℃以上としている。これにより、有機ＥＬ画素２０が８５℃を超える高温の環境で用いられる場合であっても、安定した色度で画像表示できるようにする。また、ガラス転移温度を超えないように加熱する。有機ＥＬ画素２０をガラス転移温度以上に加熱すると、有機膜層の変質により、有機膜層の積層構造が変化するので好ましくない。

そして、エージング装置４０によって、有機ＥＬパネル１４を光らせる。具体的には、ＰＣ４２からエージング回路４１にエージング情報が入力される。エージング回路４１は、エージング情報に従って、順バイアスを生成して有機ＥＬ画素２０のうち発光領域１７に該当するものに印加することにより有機ＥＬ画素２０を発光させると共に、逆バイアスを生成して非発光領域１８に該当するものに印加することにより、有機ＥＬ画素２０を発光させない。この様子を図４に示す。なお、図４では、光るラインを概略的に示してあり、実際には光るラインは８５ラインある。

図４（ａ）に示されるように、２５６本の信号線のうち３ラインに１ラインが光る。すなわち、マトリクス状に配置された複数本数ずつの走査線および信号線の各交点に形成されており、光らせるラインの有機ＥＬ画素２０に順バイアスを印加し、光らせない有機ＥＬ画素２０に逆バイアスを印加する。

そして、図４（ｂ）に示されるように、１秒後に、光るラインが例えば右に移動する。これは、有機ＥＬ画素２０に印加するバイアスを逆バイアスから順バイアスに、または順バイアスから逆バイアスに切り替えることで、光っていないラインを光らせ、または光っていたラインを光らないようにすると、光るラインが移動したように見える。

さらに１秒後に、図４（ｃ）に示されるように、光るラインがさらに右に移動する。このように、３秒間で３ラインのすべてが光る。もちろん、この３ラインのセットすべてが光るので、３秒間ですべての有機ＥＬ画素２０が光る。そして、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示される光るラインの移動を１秒ごとに繰り返して有機ＥＬ画素２０のエージングを行う。

エージングは、例えば５時間行う。これにより、すべての有機ＥＬ画素２０に発光画面１５内で発光領域１７と非発光領域１８とを１秒ごとに交互に切り替え、有機ＥＬ画素２０すべてを同じ時間だけ発光させる。

推定メカニズムは、順バイアスと逆バイアスの両方を交互に印加することで、全ての有機膜層および電極界面に均一に電圧が印加されて安定化されるため、耐久時の色度変化が抑制されるものと推定される。すなわち、順バイアスでは第２発光層２９と電子輸送層３０との界面を中心に主に電圧が印加されているが、逆バイアスでは第１発光層２８とホール輸送層２７の界面を中心に主に電圧が印加される。それゆえ、順バイアスと逆バイアスの両方を交互に印加することで、全ての有機膜層および電極界面に均一に電圧が印加されるものと思われる。

このようにして、発光画面１５の全体で有機ＥＬ画素２０すべての色度を安定させる。つまり、あらかじめ強制的に有機ＥＬ画素２０の色度を変化させておく。これにより、有機ＥＬパネル１４が実際に図１に示される製品に用いられるときには、時間経過による色度の変化を小さくすることができる。

図５は、有機ＥＬパネル１４を８５℃に加熱し、５時間エージングを行ったときの発光画面１５の面積に対する発光領域１７の面積の割合（発光面積）と色度変化との関係を示した図である。この図に示されるように、発光領域１７が５％〜９５％では、色度はおよそ０．０１変化した。本実施形態で設定した発光領域１７が３３％の場合についても、同様に色度は０．０１ほど変化し、エージングの効果があることがわかる。

一方、発光領域１７が０％、すなわちまったく光らせないときや、発光領域１７が１００％、すなわち発光画面１５の全体を光らせるときには、色度はほとんど変化せず、エージングの効果がないことがわかる。

以上のようにして有機ＥＬ画素２０のエージングを行い、色度を強制的に変化させた状態になると有機ＥＬ画素２０が完成する。この後、有機ＥＬパネル１４、駆動回路１３、および電源回路１０が一体化されたものと図１に示される制御回路１２とを組み付けることで図１に示される有機ＥＬ表示装置が完成する。

発明者らは、上記のようにエージングを行った有機ＥＬパネル１４を７５℃に加熱し、２００ｃｄ／ｍ²の輝度で１０００時間作動耐久試験を行った。図６は、作動耐久試験を行ったときの発光面積と色度変化との関係を示した図である。この図に示されるように、発光面積が５％〜９５％のものでは、色度ｘは０．０１ほど変化した。これは、上記のようにエージングを行った後では、０．０１しか色度ｘが変化しないことを示す。つまり、エージングにより色度ｘを０．０１変化させて色度ｘを安定化させることができれば、その後の有機ＥＬパネル１４の使用によって色度ｘは０．０１しか変化しないようにすることができる。

一方、発光面積が０％や１００％のときには、当該試験で色度ｘが０．０２も変化した。これは、人間の目で色の変化を認識できるレベルである。したがって、エージングを行う場合、発光面積は５％〜９５％が好ましく、本実施形態のように３３％で行うことが好ましい。

また、発明者らは、発光面積を３３％とし、有機ＥＬパネル１４の温度を２５℃、５０℃、８５℃に変化させて５時間エージングを行ったときの色度変化を調べた。その結果を図７に示す。この図に示されるように、有機ＥＬパネル１４の温度が高いほど、色度変化（Δｘ）が大きいことがわかる。

そして、有機ＥＬパネル１４の加熱温度を変化させてエージングを行ったものを用いて、２００ｃｄ／ｍ^２の輝度で７５℃、１０００時間の作動耐久試験を行った。その結果を図８に示す。この図に示されるように、７５℃、１０００時間の作動耐久試験後の色度の変化（Δｘ）は、エージング温度が２５℃および５０℃では色度が０．０１を超えて変化するが、８５℃では色度がおよそ０．０１しか変化しなかった。

以上、図７および図８に示される結果から、有機ＥＬパネル１４を８５℃以上に加熱してエージングを行い、色度ｘをおよそ０．０１変化させておけば、その後の有機ＥＬパネル１４の色度の変化（Δｘ）は０．０１で済むと言える。

さらに、発明者らは、発光領域１７と非発光領域１８とを切り替える切り替え時間について調べた。このとき、発光面積を３３％とし、５時間エージングした。その結果を図９に示す。この図に示されるように、切り替え時間が１秒〜１０秒では色度変化に大きな違いは見られず、この範囲の切り替え時間であれば色度の変化（Δｘ）はおよそ０．０１と大きな値を示した。したがって、本実施形態のように１秒ごとに光るラインを切り替えるようにすることができる。

このように、複数の第１、第２発光層２８、２９の混色を発光画面１５に表示する場合では、上記のエージングを行って色度を大きく変化させておくことにより、各発光層２８、２９の輝度をそれぞれ安定させることができるので、時間の経過と共に混色がいずれかの発光層２８、２９の発光色に偏ることを防止できる。

以上説明したように、本実施形態では、有機ＥＬパネル１４に発光領域１７と非発光領域１８とを設け、これらの領域を切り替えることにより、有機ＥＬ画素２０のエージングを行うことが特徴となっている。

これにより、発光画面１５の全体だけではなく、一部を発光させるエージングを行うことができる。この場合、発光画面１５内で発光領域１７と非発光領域１８とを切り替えることで、有機ＥＬ画素２０すべてを発光させ、ひいては発光画面１５全体の色度を安定させることが可能となる。このように有機ＥＬ画素２０のエージングを行っておくことで、時間経過による色度の変化がわかりにくくなるようにすることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、有機ＥＬ画素２０に第１発光層２８と第２発光層２９とが積層されたものが示されているが、発光層は一層であり、当該一層から白色が発せられるようになっていても構わない。また、有機ＥＬ画素２０は、電子注入層３１が設けられていないものでも構わない。

上記実施形態で示されたエージング装置４０は一例を示すものであって、他のエージング装置４０を用いても構わない。例えば、エージング装置４０において１つのエージング回路４１に複数の有機ＥＬパネル１４を接続し、同時に複数の有機ＥＬパネル１４をエージングしても良い。

上記実施形態では、有機ＥＬ画素２０の有機膜層を８５℃以上ガラス転移温度以下で加熱しているが、加熱温度の下限値は８５℃以上でなくても構わない。エージングにおいて、大きな色度変化量を望む場合には、図７および図８に示されるように、８５℃以上に加熱することが好ましい。

上記実施形態では、信号線に順バイアスまたは逆バイアスを印加することにより、発光領域１７と非発光領域１８とを切り替えているが、有機ＥＬ画素２０に順バイアスまたは逆バイアスを印加しても構わない。

上記実施形態では、有機ＥＬ画素２０は発する色がそれぞれ異なる複数の発光層２８、２９が積層されたものを含んでいるが、これに対し、各有機ＥＬ画素２０が同一平面上に配置され、各有機ＥＬ画素２０ではそれぞれ異なる単色光が発せられるようになっており、発光画面１５には各有機ＥＬ画素２０から発せられた異なる色の混色が表示されるようになっていても良い。例えば、赤を発する画素と青を発する画素とが同一平面上に交互に設けられ、各画素の混色が白色として発せられるようになっていても良い。このような構成の有機ＥＬパネルにおいても、上記エージング方法を適用することができる。

上記実施形態では、発光領域１７の面積が発光画面１５の面積に対して３３％の場合の有機ＥＬ画素２０の光らせ方について説明したが、発光面積を５％や９５％としてエージングすることもできる。この様子を図１０に示す。

図１０（ａ）に示されるように、発光面積を５％とした場合、信号線のうち１ラインの有機ＥＬ画素２０を光らせ、１９ラインを光らせないようにし、この２０ラインを１セットとして２５６ライン分並べている。これにより、光っている１ラインが光っていない１９ラインを移動していくことにより、有機ＥＬ画素２０のエージングが行われる。

また、図１０（ｂ）に示されるように、図１０（ａ）に示される場合と逆であり、信号線のうち１９ラインの有機ＥＬ画素２０を光らせ、１ラインを光らせないようにし、この２０ラインをセットしている。これにより、光っている１９ラインが移動していくため、有機ＥＬ画素２０のエージングが行われる。

上記に示した図４および図１０に示されるエージング方法は一例を示すものであって、ライン数が変化することにより、発光面積の割合に応じたライン数を光らせることになる。また、図４に示される発光領域１７と非発光領域１８とのレイアウトは一例を示すものであり、他のレイアウトであっても構わない。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のブロック図である。 （ａ）は有機ＥＬパネルの概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示される有機ＥＬ画素の断面図である。 エージング装置およびエージング装置に有機ＥＬパネルを接続した様子を示した図である。 発光領域を３３％としたときのエージングの様子を示した図である。 発光面積と色度変化量（Δｘ）との関係を示した図である。 エージングが完了した有機ＥＬパネルの７５℃、１０００時間の作動耐久試験を行ったときの発光面積と色度変化量（Δｘ）との関係を示した図である。 有機ＥＬパネルの温度を変化させてエージングを行ったときのエージング温度と色度変化量（Δｘ）との関係を示した図である。 有機ＥＬパネルの温度を変化させてエージングを行ったものを用いて７５℃、１０００時間の耐久試験を行ったときのエージング温度と色度変化量（Δｘ）との関係を示した図である。 エージング時の切り替え時間と色度変化量（Δｘ）との関係を示した図である。 他の実施形態において、（ａ）は発光面積が５％の場合、（ｂ）は発光面積が９５％の場合のエージング方法を示した図である。

符号の説明

１５ 発光画面
１７ 発光領域
１８ 非発光領域
２０ 有機ＥＬ画素
２１ 基板
２３ 封止部材
２４ 吸湿材
２５ 陽極
２６ ホール注入層
２７ ホール輸送層
２８ 第１発光層
２９ 第２発光層
３０ 電子輸送層
３１ 電子注入層
３２ 陰極
３３ 隔壁
３４ 偏向板

Claims (6)

1. 対向配置された陽極（２５）と陰極（３２）との間に、発光層（２８、２９）が含まれる有機膜層（２６〜３０）が配置された有機ＥＬ画素（２０）が複数備えられ、前記複数の有機ＥＬ画素（２０）によって発光画面（１５）が構成されており、
   前記陰極（３２）を走査線とし、前記陽極（２５）を信号線としたとき、前記有機ＥＬ画素（２０）は、マトリクス状に配置された複数本数ずつの前記走査線および前記信号線の各交点に設けられており、
   前記有機膜層（２６〜３０）は、ホール輸送性の材料（２７）、前記発光層（２８、２９）、および電子輸送性の材料（３０）が順に積層されて構成されたものであり、
   前記有機ＥＬ画素（２０）の前記有機膜層（２６〜３０）をガラス転移温度以下に加熱し、前記複数の有機ＥＬ画素（２０）の一部に順バイアスをそれぞれ印加することにより前記複数の有機ＥＬ画素（２０）の一部を発光させる発光領域（１７）と、前記一部を除いた有機ＥＬ画素（２０）に逆バイアスをそれぞれ印加することにより前記一部を除いた有機ＥＬ画素（２０）を発光させない非発光領域（１８）とを設け、前記発光画面（１５）内で前記発光領域（１７）と前記非発光領域（１８）とを切り替えて前記有機ＥＬ画素（２０）のエージングを行う有機ＥＬ素子の製造方法であって、
   前記走査線上および前記信号線上のいずれか一方の複数のラインにおいて、３ライン毎にその中の１ラインの有機ＥＬ画素（２０）が発光し、かつ発光する２つのラインの有機ＥＬ画素（２０）の間に発光しない２ラインの隣り合った有機ＥＬ画素（２０）が配置される状態とし、発光する１ラインの有機ＥＬ画素（２０）が一定時間毎に一方向に順に移動していくように前記発光領域（１７）と前記非発光領域（１８）とを切り替えて、前記複数の有機ＥＬ画素（２０）すべてを同じ時間だけ発光させることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
2. 前記有機ＥＬ画素（２０）の前記有機膜層（２６〜３０）を８５℃以上ガラス転移温度以下に加熱することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
3. 前記有機膜層（２６〜３０）は、発光色がそれぞれ異なる複数の発光層（２８、２９）が積層されて構成されており、前記複数の発光層（２８、２９）それぞれから発せられた光の混色を前記発光画面（１５）に表示することを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
4. 前記有機ＥＬ画素（２０）は同一平面上に複数配置され、前記複数の有機ＥＬ画素（２０）から２色以上の異なる光が発せられるようになっており、前記発光画面（１５）には前記複数の有機ＥＬ画素（２０）から発せられた２色以上の異なる色の混色が表示されることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
5. 前記ホール輸送性の材料（２６）は芳香族３級アミン系化合物によりなり、前記ホール輸送性の材料（２６）の有機膜層を形成した後、ガラス転移温度以上に加熱することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
6. 前記有機膜層（２６〜３０）として、ガラス転移温度が１２０℃以上のものを用いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。

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