JP4423732B2

JP4423732B2 - EL element driving apparatus and EL element aging method

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Publication number: JP4423732B2
Application number: JP2000083830A
Authority: JP
Inventors: 川井　　正一; 弘之木下; 伊藤　　俊樹; 肇犬塚
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2020-03-24
Also published as: JP2001272951A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＬ素子を発光させる際にその一対の電極間に正負のフィールド毎に異なる極性の電圧を印加するようにしたＥＬ素子駆動装置及びエージング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特許第２９１４２３４号に記載されたＥＬ表示装置においては、マトリクス型に配置されたＥＬ素子の走査電極に対し正負のフィールド毎に異なる極性の走査電圧を印加する構成としている。
具体的には、上記ＥＬ表示装置は、正フィールド期間において、電圧供給回路から走査側ドライバＩＣに対し正極性の走査電圧及び接地レベルより高いオフセット電圧が供給されるようになっており、走査側ドライバＩＣは、ＥＬ素子の非点灯期間に走査電極に対しオフセット電圧を印加すると共に、ＥＬ素子の点灯タイミングに対応した期間に走査電極に対し正極性の走査電圧を印加する。また、負フィールド期間においては、電圧供給回路から走査側ドライバＩＣに対し、上記正極性の走査電圧及びオフセット電圧の差電圧を極性反転させた状態の負極性の走査電圧及び接地電圧が供給されるようになっており、走査側ドライバＩＣは、ＥＬ素子の非点灯期間に走査電極に対し接地電圧を印加すると共に、ＥＬ素子の点灯タイミングに対応した期間に走査電極に対し上記負極性の走査電圧を印加する。
【０００３】
一方、データ側ドライバＩＣには、電圧供給回路から接地電圧及び変調電圧（オフセット電圧と同じ電圧レベル）が供給されるようになっており、そのデータ側ドライバＩＣは、正フィールド期間において、発光状態とするＥＬ素子のデータ電極に対し接地電圧を印加し、負フィールド期間において当該データ電極に対し変調電圧を印加する。
これにより、正負の各フィールドにおいて走査側のドライバＩＣに印加される電圧が走査電圧より所定のオフセット電圧分だけ低くなるものであり、以て当該ドライバＩＣに必要な耐圧を低くできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１３には、ＥＬ素子の基本的な断面構造の一例が模式的に示され、また、図１４には、この構造のＥＬ素子を前記従来構成の駆動装置により駆動する場合の印加電圧波形の一例が示されている。図１３において、ＥＬ素子１は、ガラス基板２上に透明電極３、下部絶縁層４、発光層５、上部絶縁層６、透明電極７をこの順に積層して構成されている。この場合、透明電極３及び７はＩＴＯ膜、下部絶縁層４はＴａ・Ｓｎ・Ｏ＋Ｎ（ＴａＯ5 ：ＳｎＯ2 ＝９：１）膜、発光層５はＭｎドープＺｎＳ膜、上部絶縁層６はＡＴＯ膜（Ａｌ2 Ｏ3 とＴｉＯ2 の多層積層構造膜）により形成されており、ＥＬ素子１の各絶縁層４及び６は非対称構造となっている。このような構造のＥＬ素子１を単純マトリクス型に配置することによりＥＬ表示パネルが構成されるものであり、ここでは、例えば透明電極３を走査電極、透明電極７をデータ電極として使用するものとする。
【０００５】
図１４の印加電圧波形例において、正フィールド期間には、走査電極側の透明電極７に対し、オフセット電圧（４５Ｖ）と正極性の走査電圧（＋２４５Ｖ）を印加すると共に、発光させようとするＥＬ素子１のデータ電極側の透明電極３に対し接地レベルのデータ電圧（０Ｖ）を印加するものであり、これにより当該ＥＬ素子１は、電極７及び３間にしきい値レベル以上の正極性電圧（＋２４５Ｖ）が印加された期間に発光する。また、負フィールド期間には、透明電極７に対し、接地電圧と負極性の走査電圧（−２００Ｖ）を印加すると共に、発光させようとするＥＬ素子１の透明電極３に対しオフセット電圧（４５Ｖ）に相当した正極性のデータ電圧（＋４５Ｖ）を印加するものであり、これにより当該ＥＬ素子１は、電極７及び３間にしきい値レベル以上の負極性電圧（−２４５Ｖ）が印加された期間に発光する。尚、図１４の例では、正及び負フィールド期間はそれぞれ１ｍ秒、しきい値レベル以上の正及び負極性電圧の印加期間はそれぞれ３０μ秒である。
【０００６】
図１５には、上記のような非対称構造のＥＬ素子１に対し図１４に示すような波形の電圧、つまり正及び負の各フィールドにおいて対称な波形となる電圧を連続的に印加した場合における輝度／電圧特性（Ｌ−Ｖ特性）を所定時間経過毎に測定した結果が示されている。
【０００７】
この図１５から明らかなように、電圧印加開始後に２０時間が経過するまでの間に、Ｌ−Ｖ曲線が一旦プラス側（高電圧側）へシフトした後に、さらに時間が経過するのに応じてマイナス側（低電圧側）へ漸次シフトしていき、２５６時間が経過した時点ではＬ−Ｖ曲線が大きくダレた状態で安定する。このようなＬ−Ｖ特性のダレ現象は、図１３に示すＥＬ素子１のように上部及び下部絶縁層４及び６の材料や構造が大きく異なった場合（つまり、互いに電気的特性が異なった場合）、その界面に電荷がトラップされる準位の数が異なり、発光層５の内部の電界が非対称になることに起因するものと考えられる。
【０００８】
このため、従来構成のＥＬ素子駆動装置では、上記のようなダレの発生に伴い発光しきい値電圧（輝度が１Ｃｄ／ｍ²となるときの印加電圧）が初期値から大きく変動してネガティブシフトを引き起こすため、非点灯モードにおいてＥＬ素子１が発光状態を呈してしまうという所謂「焼付き」現象を発生するという問題点が出てくる。
【０００９】
また、ＥＬ素子１のエージングを行う場合、従来では、図１５から理解できるように、Ｌ−Ｖ特性が安定した状態になるまできわめて長い時間を要するため、そのエージング処理を十分に行うことが困難になるという問題点もあった。
【００１０】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、ＥＬ素子の輝度／電圧特性がダレることを抑制できて、そのＥＬ素子の光学的特性を長期間にわたって良好な状態に維持できるようになるＥＬ素子駆動装置を提供することにあり、第２の目的は、ＥＬ素子のエージング処理を短時間で十分に行い得るようになるＥＬ素子のエージング方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために請求項１に記載した手段を採用できる。駆動対象のＥＬ素子の第１絶縁層及び第２絶縁層の電気的特性が互いに異なっている場合（その材料や構造が異なっている場合）には、その界面に電荷がトラップされる準位の数が異なるようになってＥＬ素子の発光層内部の電界が非対称になり、これに起因して当該ＥＬ素子の輝度／電圧特性（Ｌ−Ｖ特性）のダレ現象が発生することが考えられる。この場合、請求項１記載の手段によれば、駆動回路が、ＥＬ素子の第１電極及び第２電極間に印加する電圧の波形を正フィールド期間と負フィールド期間とで異ならせる制御を行うようになるから、第１及び第２の絶縁層の界面に電荷がトラップされる準位の数が異なることに起因して発光層の内部電界が非対称になる現象、ひいてはこの現象によりＥＬ素子の輝度／電圧特性がダレる事態を抑制することが可能になる。この結果、発光層の内部電界が非対称になることに起因して発光しきい値電圧が初期値から大きく変動することがなくなり、ＥＬ素子の光学的特性を長期間にわたって良好な状態に維持できるようになる。
【００１２】
請求項２記載の手段によれば、駆動回路が、ＥＬ素子に対しこれが発光状態となるしきい値レベル以上の電圧を印加する期間を、正フィールド期間と負フィールド期間とで異なった状態となるように制御するから、ＥＬ素子の第１電極及び第２電極間に印加される電圧の波形が正フィールド期間と負フィールド期間とで異なることになる。このため、前記請求項１記載の手段と同様に、発光層の内部電界が非対称になる現象を抑制することが可能になって、ＥＬ素子の光学的特性を長期間にわたって良好な状態に維持できるようになる。
【００１３】
請求項３記載の手段によれば、駆動回路が、ＥＬ素子に印加する電圧のピーク値を、正フィールド期間と負フィールド期間とで異なった状態となるように制御するから、ＥＬ素子の第１電極及び第２電極間に印加される電圧の波形が正フィールド期間と負フィールド期間とで異なることになる。このため、前記請求項１記載の手段と同様に、発光層の内部電界が非対称になる現象を抑制することが可能になって、ＥＬ素子の光学的特性を長期間にわたって良好な状態に維持できるようになる。
【００１４】
請求項４記載の手段によれば、駆動回路が、正フィールド期間において印加する第１のオフセット電圧の絶対値レベルと、負フィールド期間に印加する第２のオフセット電圧の絶対値レベルとを互いに異ならせる制御を行うから、ＥＬ素子の第１電極及び第２電極間に印加される電圧の波形が正フィールド期間と負フィールド期間とで異なることになる。このため、前記請求項１記載の手段と同様に、発光層の内部電界が非対称になる現象を抑制することが可能になって、ＥＬ素子の光学的特性を長期間にわたって良好な状態に維持できるようになる。
【００１５】
請求項５記載の手段によれば、駆動回路が、ＥＬ素子に印加する電圧波形の積分値を、正フィールド期間と負フィールド期間とで異ならせる制御（各電圧波形により囲まれた領域の面積を異ならせる制御）を行うから、ＥＬ素子の第１電極及び第２電極間に印加される電圧の波形が正フィールド期間と負フィールド期間とで異なることになる。このため、前記請求項１記載の手段と同様に、発光層の内部電界が非対称になる現象を抑制することが可能になって、ＥＬ素子の光学的特性を長期間にわたって良好な状態に維持できるようになる。
【００１６】
前記第２の目的を達成するために請求項６に記載した方法を採用できる。駆動対象のＥＬ素子の第１絶縁層及び第２絶縁層の電気的特性が互いに異なっている場合（その材料や構造が異なっている場合）には、その界面に電荷がトラップされる準位の数が異なるようになってＥＬ素子の発光層内部の電界が非対称になることに起因して、当該ＥＬ素子の輝度／電圧特性が劣化すると考えられる。この場合、請求項６記載の方法によれば、ＥＬ素子の第１電極及び第２電極間に、正フィールド期間と負フィールド期間とで異なった電圧波形となる駆動電圧を所定時間だけ印加するというエージング処理が行われるから、第１及び第２の絶縁層の界面に電荷がトラップされる準位の数が異なることに起因して発光層の内部電界が非対称になる現象、ひいてはこの現象に伴うＥＬ素子の輝度／電圧特性の劣化を短時間で促進させることが可能になる。この結果、ＥＬ素子の輝度／電圧特性が安定した状態になるまでの所要時間を短縮できるから、そのエージング処理を短時間で十分に行い得るようになる。
【００１７】
請求項７記載の方法によれば、ＥＬ素子に対しこれが発光状態となるしきい値レベル以上の電圧を印加する期間を、正及び負の各フィールド期間において互いに異ならせるというエージング処理が行われるから、そのエージング処理時には、ＥＬ素子の第１電極及び第２電極間に印加される電圧の波形が正フィールド期間と負フィールド期間とで異なることになる。このため、前記請求項６記載の方法と同様に、ＥＬ素子の輝度／電圧特性の劣化を短時間で促進させることが可能になって、エージング処理を短時間で十分に行い得るようになる。
【００１８】
請求項８記載の方法によれば、ＥＬ素子に印加する電圧のピーク値を、正フィールド期間と負フィールド期間とで異ならせることによりエージング処理が行われるから、そのエージング処理時には、ＥＬ素子の第１電極及び第２電極間に印加される電圧の波形が正フィールド期間と負フィールド期間とで異なることになる。このため、前記請求項６記載の方法と同様に、ＥＬ素子の輝度／電圧特性の劣化を短時間で促進させることが可能になって、エージング処理を短時間で十分に行い得るようになる。
【００１９】
請求項９記載の方法によれば、正フィールド期間において印加する第１のオフセット電圧の絶対値レベルと、負フィールド期間に印加する第２のオフセット電圧の絶対値レベルとを互いに異ならせることによりエージング処理が行われるから、そのエージング処理時には、ＥＬ素子の第１電極及び第２電極間に印加される電圧の波形が正フィールド期間と負フィールド期間とで異なることになる。このため、前記請求項６記載の方法と同様に、ＥＬ素子の輝度／電圧特性の劣化を短時間で促進させることが可能になって、エージング処理を短時間で十分に行い得るようになる。
【００２０】
請求項１０記載の方法によれば、ＥＬ素子に印加する電圧波形の積分値を、正フィールド期間と負フィールド期間とで異ならせる（各電圧波形により囲まれた領域の面積を異ならせる）ことによりエージング処理が行われるから、そのエージング処理時には、ＥＬ素子の第１電極及び第２電極間に印加される電圧の波形が正フィールド期間と負フィールド期間とで異なることになる。このため、前記請求項６記載の方法と同様に、ＥＬ素子の輝度／電圧特性の劣化を短時間で促進させることが可能になって、エージング処理を短時間で十分に行い得るようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明をＥＬ素子駆動装置に適用した第１実施例について図１ないし図４を参照しながら説明する。
図２には、ＥＬ素子の基本的な断面構造の一例が模式的に示されている。この図２において、ＥＬ素子１１は、ガラス基板１２上に透明電極１３（第１電極に相当）、下部絶縁層１４（第１絶縁層に相当）、発光層１５、上部絶縁層１６（第２絶縁層に相当）、透明電極１７（第２電極に相当）をこの順に積層して構成されている。この場合、透明電極１３及び１７はＩＴＯ膜のスパッタリング、下部絶縁層１４はＴａ・Ｓｎ・Ｏ＋Ｎ（ＴａＯ5 ：ＳｎＯ2 ＝９：１）膜のスパッタリングにより成膜し、発光層１５はＭｎドープＺｎＳ膜の電子ビーム蒸着装置を使用した成膜により形成されている。また、上部絶縁層１６は、ＡＴＯ膜（Ａｌ2 Ｏ3 とＴｉＯ2 の多層積層構造膜）により形成されるものであり、そのステップカバレージを高めるために原子層エピタキシャル成長装置（ＡＬＥ装置）を使用して成膜される。要するに、ＥＬ素子１１の各絶縁層１４及び１６は非対称構造となっている。本実施例では、このような構造のＥＬ素子１１を用いたセグメント表示型ＥＬ表示パネルに適用した例で説明するが、ＥＬ素子１１を単純マトリクス配置したマトリクス型ＥＬ表示パネルなどにも応用できることは勿論である。
【００２２】
図１には、ＥＬ素子１１を駆動するための回路構成が機能ブロックの組合わせにより概略的に示されている。尚、この図１の回路構成は本発明の目的を達成するためにモデル的に示したものであり、必要に応じて他の回路構成を採用することができる。
【００２３】
図１において、電源供給回路１８は、ＥＬ素子１１の透明電極１３に接続された第１の駆動回路１９に対して、正極性の駆動電圧Ｖｒ（例えば２００Ｖ）、負極性の駆動電圧−Ｖｒ′（例えば−１９０Ｖ）、正極性の第１のオフセット電圧Ｖｍ（例えば５５Ｖ）、負極性の第２のオフセット電圧−Ｖｎ（例えば−４５Ｖ）を与え、ＥＬ素子１１の透明電極１７に接続された第２の駆動回路２０に対して、前記第１のオフセット電圧Ｖｍ、第２のオフセット電圧−Ｖｎ、接地電圧（＝０）を与える構成となっている。
【００２４】
ＥＬ素子１１にあっては、正及び負の各フィールド期間毎に前記透明電極１３及び１７間に異なる極性の電圧が交互に印加されるものであり、これに応じて、発光層１５中のキャリア（電子或いは正孔）が加速されてその発光中心を衝突励起し、このように励起された発光中心が基底状態に戻るときに放出されるエネルギの一部が発光現象を引き起こす。
【００２５】
この場合、第１の駆動回路１９は、正フィールド期間において、ＥＬ素子１１の非点灯期間に透明電極１３に対し第１のオフセット電圧Ｖｍを印加すると共に、ＥＬ素子１１の点灯タイミングに対応した期間に透明電極１３に対し正極性の駆動電圧Ｖｒを印加する。また、負フィールド期間においては、ＥＬ素子１１の非点灯期間に透明電極１３に対し第２のオフセット電圧−Ｖｎを印加すると共に、ＥＬ素子１１の点灯タイミングに対応した期間に透明電極１３に対し負極性の駆動電圧−Ｖｒ′を印加する。
【００２６】
一方、第２の駆動回路２０は、正フィールド期間において、発光状態とするＥＬ素子１１の透明電極１７に対し接地電圧を印加すると共に、その発光タイミングにおいて透明電極１７に対し第２のオフセット電圧−Ｖｎを印加する。また、負フィールド期間において、発光状態とするＥＬ素子１１の透明電極１７に対し接地電圧を印加すると共に、その発光タイミングにおいて透明電極１７に対し第１のオフセット電圧Ｖｍを印加する。
【００２７】
この結果、図３に示すように、発光状態とされるＥＬ素子１１の透明電極１３及び１７間には、正フィールド期間において第１のオフセット電圧Ｖｍ（５５Ｖ）が印加されると共に、発光タイミングにおいて正極性の駆動電圧Ｖｒ（２００Ｖ）と第２のオフセット電圧−Ｖｎ（−４５Ｖ）との差電圧に相当した正極性の電圧（２４５Ｖ）が印加される。また、当該透明電極１３及び１７間には、負フィールド期間において第２のオフセット電圧−Ｖｎ（−４５Ｖ）が印加されると共に、発光タイミングにおいて負極性の駆動電圧−Ｖｒ′（−１９０Ｖ）と第１のオフセット電圧Ｖｍ（５５Ｖ）との差電圧に相当した負極性の電圧（−２４５Ｖ）が印加される。尚、図３の例では、正及び負フィールド期間はそれぞれ１ｍ秒、しきい値レベル以上の正及び負極性電圧（２４５Ｖ及び−２４５Ｖ）の印加期間はそれぞれ３０μ秒である。
【００２８】
図４には、ＥＬ素子１１の透明電極１３及び１７間に図３に示すような波形の電圧、つまり正及び負の各フィールド期間において異なる波形（正側のオフセット電圧が負側のオフセット電圧より大きい非対称な波形）となる電圧を連続的に印加した場合における輝度／電圧特性（Ｌ−Ｖ特性）を所定時間経過毎に測定した結果が示されている。
【００２９】
この図４から明らかなように、本実施例のように、正及び負の各フィールド期間における印加電圧波形が異なる場合、具体的には正極性の第１のオフセット電圧Ｖｍが負極性の第２のオフセット電圧−Ｖｎより大きい場合、Ｌ−Ｖ曲線は、従来構成の場合（図１５参照）と同様に、電圧印加開始後に一旦プラス側（高電圧側）へ最大量シフトし（３１時間経過時点）、この後に、さらに時間が経過するのに応じてマイナス側（低電圧側）へシフトする特性を示すようになるが２０７時間が経過した時点で安定するようになる。本実施例では、特性が安定した状態でのＬ−Ｖ曲線のダレが、従来構成に比べて大幅に低減していることが分かる。
【００３０】
この場合、Ｌ−Ｖ曲線のダレ現象は、ＥＬ素子１１の上部絶縁層１４及び下部絶縁層１６の材料や構造が大きく異なった場合（つまり、互いに電気的特性が異なった場合）に、その界面に電荷がトラップされる準位の数が異なるようになって発光層１５の内部の電界が非対称になることに起因するものと考えられるが、本実施例のように、正及び負の各フィールド期間における印加電圧波形を異ならせた場合、具体的には、第１のオフセット電圧Ｖｍ（ＡＴＯ膜より成る上部絶縁層１６に加わる電圧）を、第２のオフセット電圧−Ｖｎ（Ｔａ・Ｓｎ・Ｏ＋Ｎ膜より成る下部絶縁層１４に加わる電圧）より大きくした場合には、下部絶縁層１４及び上部絶縁層１６の界面に電荷がトラップされる準位の数が異なることに起因して発光層１５の内部電界が非対称になる現象が抑制されて、Ｌ−Ｖ曲線のダレが大幅に低減したと考えられる。
【００３１】
従って、本実施例によるＥＬ素子駆動装置では、Ｌ−Ｖ特性のダレに伴い発光しきい値電圧（輝度が１Ｃｄ／ｍ²となるときの印加電圧）が初期値から大きく変動してネガティブシフトを引き起こす可能性が低くなるため、非点灯モードにおいてＥＬ素子１１が発光状態を呈してしまうという所謂「焼付き」現象の発生を効果的に抑制できるようになる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図５及び図６には本発明の第２実施例が示されており、以下これについて前記第１実施例と異なる部分のみ説明する。
即ち、本実施例では図５に示すように、ＥＬ素子１１の一方の透明電極１３を接地し、他方の透明電極１７に対し駆動回路２１を通じて正及び負の駆動電圧を印加する構成としている。駆動回路２１には、電源供給回路２２から正極性の駆動電圧Ｖｒ、負極性の駆動電圧−Ｖｒが与えられる。尚、駆動電圧Ｖｒ及び−Ｖｒは、ＥＬ素子１１が発光状態となるしきい値レベル以上の電圧に設定されるものであり、それぞれ同一レベル（例えば２４５Ｖ及び−２４５Ｖ）に設定される。
【００３３】
駆動回路２１は、図６に示すように、正フィールド期間におけるＥＬ素子１１の点灯期間に透明電極１３に対し正極性の駆動電圧Ｖｒを予め設定された時間ｗ１だけ印加し、負フィールド期間におけるＥＬ素子１１の点灯期間に透明電極１３に対し負極性の駆動電圧−Ｖｒを前記時間ｗ１より短く設定された時間ｗ２だけ印加する。
【００３４】
要するに、駆動回路２１は、ＥＬ素子１１を駆動する場合、つまり正及び負の各フィールド期間毎に透明電極１３及び１７間に異なる極性の電圧を印加して発光層１５を発光させる場合に、各フィールドでの駆動電圧Ｖｒ及び−Ｖｒの印加時間を異ならせる（正フィールド期間での印加時間を負フィールド期間の印加時間より長くする）ことにより、正フィールド期間と負フィールド期間とで印加電圧波形が異なるように制御するものである。従って、このような構成とした本実施例によっても、前記第１実施例と同様の作用・効果を奏することができる。
【００３５】
（第３の実施の形態）
図７及び図８には、上記第２実施例に変更を加えた本発明の第３実施例が示されており、以下これについて当該第２実施例と異なる部分のみ説明する。
即ち、本実施例では図７に示すように、電源供給回路２２から駆動回路２１に対して、それぞれＥＬ素子１１が発光状態となるしきい値レベル以上に設定された正極性の駆動電圧Ｖｒ１、負極性の駆動電圧−Ｖｒ２が与えられる。この場合、各駆動電圧Ｖｒ１及び−Ｖｒ２は、互いに異なるレベル（例えば、Ｖｒ１＝２５５Ｖ、−Ｖｒ２＝−２３５Ｖ）に設定されるものである。
【００３６】
駆動回路２１は、正フィールド期間におけるＥＬ素子１１の点灯期間に透明電極１３に対し正極性の駆動電圧Ｖｒ１を予め設定された時間ｗだけ印加し、負フィールド期間におけるＥＬ素子１１の点灯期間に透明電極１３に対し負極性の駆動電圧−Ｖｒ２を前記時間ｗだけ印加する。
【００３７】
要するに、駆動回路２１は、ＥＬ素子１１を駆動する場合、つまり正及び負の各フィールド期間毎に透明電極１３及び１７間に異なる極性の電圧を印加して発光層１５を発光させる場合に、各フィールドでの印加電圧Ｖｒ１及び−Ｖｒ２のピーク値を異ならせる（印加電圧Ｖｒ１のピーク値を印加電圧−Ｖｒ２のピーク値より高くする）ことにより、正フィールド期間と負フィールド期間とで印加電圧波形が異なるように制御するものである。従って、このような構成とした本実施例によっても、前記第１実施例と同様の作用・効果を奏することができる。
【００３８】
（第４の実施の形態）
図９ないし図１２には本発明をＥＬ素子のエージング方法に適用した第４実施例が示されており、以下これについて前記第１実施例の構成を援用しながら説明する。
即ち、図９には、ＥＬ素子１１の透明電極１３及び１７間に、第１実施例における第１の駆動回路１９及び第２の駆動回路２０（図１参照）を利用して印加した電圧波形の一例が示されている。この電圧波形は、第１実施例における印加電圧波形（図３参照）が、正側のオフセット電圧を負側のオフセット電圧より大きくした非対称波形となっているのに対し、負側のオフセット電圧を正側のオフセット電圧より大きくした非対称波形となっている。
【００３９】
この場合、第１の駆動回路１９には、電源供給回路１８（図１参照）から、正極性の駆動電圧Ｖｒ（例えば１８５Ｖ）、負極性の駆動電圧−Ｖｒ′（例えば−２２５Ｖ）、正極性の第１のオフセット電圧Ｖｍ（例えば２０Ｖ）、負極性の第２のオフセット電圧−Ｖｎ（例えば−６０Ｖ）が与えられる構成となっており、また、第２の駆動回路２０には、電源供給回路１８から、前記第１のオフセット電圧Ｖｍ、第２のオフセット電圧−Ｖｎ、接地電圧が与えられる構成となっている。
【００４０】
そして、発光状態とされるＥＬ素子１１の透明電極１３及び１７間には、正フィールド期間において第１のオフセット電圧Ｖｍ（２０Ｖ）が印加されると共に、正極性の駆動電圧Ｖｒ（１８５Ｖ）と第２のオフセット電圧−Ｖｎ（−６０Ｖ）との差電圧に相当した正極性の電圧（２４５Ｖ）が印加される。また、当該透明電極１３及び１７間には、負フィールド期間において第２のオフセット電圧−Ｖｎ（−６０Ｖ）が印加されると共に、負極性の駆動電圧−Ｖｒ′（−２２５Ｖ）と第１のオフセット電圧Ｖｍ（２０Ｖ）との差電圧に相当した負極性の電圧（−２４５Ｖ）が印加される。
【００４１】
図１０には、ＥＬ素子１１の透明電極１３及び１７間に図９に示すような波形の電圧、つまり正及び負の各フィールド期間において異なる波形（負側のオフセット電圧が正側のオフセット電圧より大きい非対称な波形）となる電圧を連続的に印加した場合における輝度／電圧特性（Ｌ−Ｖ特性）を所定時間経過毎に測定した結果が示されている。
【００４２】
この図１０から明らかなように、正及び負の各フィールド期間における印加電圧波形が異なる場合、具体的には負極性の第２のオフセット電圧−Ｖｎ（Ｔａ・Ｓｎ・Ｏ＋Ｎ膜より成る下部絶縁層１４に加わる電圧）が正極性の第１のオフセット電圧Ｖｍ（ＡＴＯ膜より成る上部絶縁層１６に加わる電圧）より大きい場合、Ｌ−Ｖ曲線は、短時間でマイナス側（低電圧側）へ大きくシフトしていき、４８時間程度経過した時点で安定した状態になるという特性を示すようになる。このような特性は、ＥＬ素子１１において、電気的特性が互いに異なる下部絶縁層１４及び上部絶縁層１６の界面に電荷がトラップされる準位の数が異なることに起因して発光層１５の内部電界が非対称になる現象が促進され、これによりＥＬ素子１１の輝度／電圧特性の劣化が早期に進行するために起きると考えられる。従って、上記のような特性を利用すれば、ＥＬ素子１１のエージング処理を短時間で行い得る。
【００４３】
このことを実証するために、ＥＬ素子１１の透明電極１３及び１７間に、図１１に示すような非対称波形の駆動電圧（正負のピーク値がそれぞれ２４５Ｖ及び−２４５Ｖ、第１のオフセット電圧Ｖｍ＝０Ｖ、第２のオフセット電圧−Ｖｎ＝−５０Ｖ）を例えば４時間だけ印加してエージング処理を行った後に、当該透明電極１３及び１７間に、対称波形の駆動電圧（図１４参照）を連続的に印加した場合における輝度／電圧特性（Ｌ−Ｖ特性）を所定時間経過毎に測定した。
【００４４】
この図１１から明らかなように、７２時間が経過した時点以降においては、輝度／電圧特性のシフトがきわめて小さくなっており、エージング処理の効果が現れていることが分かる。要するに、ＥＬ素子１１の透明電極１３及び１７間に、正フィールド期間と負フィールド期間とで異なった電圧波形となる駆動電圧を所定時間だけ印加するというエージング処理を短時間行うだけでＥＬ素子１１の輝度／電圧特性が安定した状態になるまでの所要時間を短縮できるものである。つまり、ＥＬ素子１１のエージング処理を短時間で十分に行い得るようになる。
【００４５】
（その他の実施の形態）
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
第１ないし第３実施例におけるＥＬ素子駆動装置において、ＥＬ素子１１に印加する電圧波形の積分値（電圧波形により囲まれた領域の面積）を、正フィールド期間と負フィールド期間とで異なった状態（正フィールド期間における積分値が負フィールド期間における積分値より大きくなる状態）となるように制御する駆動回路を設ける構成としても良い。この構成によれば、駆動回路が、ＥＬ素子１１に印加する電圧波形の積分値を、正フィールド期間側が負フィールド期間側より大きくなる制御を行うから、ＥＬ素子１１の透明電極１３及び１７間に印加される電圧の波形が正フィールド期間と負フィールド期間とで異なることになる。このため、前記第１ないし第３実施例と同様に、発光層１５の内部電界が非対称になる現象を抑制することが可能になって、ＥＬ素子１１の光学的特性を長期間にわたって良好な状態に維持できるようになる。
【００４６】
第４実施例におけるＥＬ素子１１のエージング方法では、第１実施例に記載した駆動回路構成を利用するようにしたが、第２及び第３実施例に記載した駆動回路構成を利用しても良い。
具体的には、第２実施例に記載した駆動回路構成を利用する場合、エージング処理時において、正及び負の各フィールド期間毎にＥＬ素子１１の透明電極１３及び１７間に異なる極性の電圧を印加する際に、各フィールドでの駆動電圧Ｖｒ及び−Ｖｒの印加時間を異ならせる（負フィールド期間での印加時間を正フィールド期間での印加時間より長くする）ことにより、ＥＬ素子１１の輝度／電圧特性の劣化が早期に進行させる。
【００４７】
第３実施例に記載した駆動回路構成を利用する場合、エージング処理時において、正及び負の各フィールド期間毎にＥＬ素子１１の透明電極１３及び１７間に異なる極性の電圧を印加する際に、各フィールドでの印加電圧Ｖｒ１及び−Ｖｒ２のピーク値を異ならせる（負フィールド期間での印加電圧−Ｖｒ２のピーク値を正フィールド期間での印加電圧Ｖｒ１のピーク値より高くする）ことにより、ＥＬ素子１１の輝度／電圧特性の劣化が早期に進行させる。
【００４８】
また、エージング処理時において、ＥＬ素子１１に印加する電圧波形の積分値（電圧波形により囲まれた領域の面積）を、正フィールド期間と負フィールド期間とで異なった状態（負フィールド期間における積分値が正フィールド期間における積分値より大きくなる状態）とすることにより、ＥＬ素子１１の輝度／電圧特性の劣化が早期に進行させる方法も採用できる。
【００４９】
下部絶縁層１４をＴａ・Ｓｎ・Ｏ＋Ｎ膜で形成した例で説明したが、酸化膜層（例えばシリコン酸化膜）と窒化膜層（例えばシリコン窒化膜）とを積層して形成するなど、他の構造としても良い。上部絶縁層１６をＡＴＯ膜（Ａｌ2 Ｏ3 とＴｉＯ2 の多層積層構造膜）で形成した例で説明したが、これとは異なる多層積層構造膜（例えばＡｌ2 Ｏ3 とＳｉ3 Ｎ4 の多層積層構造膜）で形成するなど、他の構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における駆動回路構成を示す機能ブロック図
【図２】ＥＬ素子の基本的な断面構造例を示す模式図
【図３】駆動電圧波形図
【図４】輝度／電圧特性図
【図５】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図６】図３相当図
【図７】本発明の第３実施例を示す図１相当図
【図８】図３相当図
【図９】本発明の第４実施例を示す駆動電圧波形図その１
【図１０】輝度／電圧特性図その１
【図１１】駆動電圧波形図その２
【図１２】輝度／電圧特性図その２
【図１３】従来例を説明するための図２相当図
【図１４】図３相当図
【図１５】図４相当図
【符号の説明】
１１はＥＬ素子、１３は透明電極（第１電極）、１４は下部絶縁層（第１絶縁層）、１５は発光層、１６は上部絶縁層（第２絶縁層）、１７は透明電極（第２電極）、１８は電源供給回路、１９は第１の駆動回路、２０は第２の駆動回路、２１は駆動回路、２２は電源供給回路を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an EL element driving apparatus and an aging method in which voltages having different polarities are applied between positive and negative fields between a pair of electrodes when an EL element emits light.
[0002]
[Prior art]
For example, the EL display device described in Japanese Patent No. 2914234 has a configuration in which scanning voltages having different polarities are applied to the scanning electrodes of EL elements arranged in a matrix type for each positive and negative field.
Specifically, the EL display device is configured so that a positive scan voltage and an offset voltage higher than the ground level are supplied from the voltage supply circuit to the scan side driver IC in the positive field period. The driver IC applies an offset voltage to the scan electrode during a non-lighting period of the EL element, and applies a positive scan voltage to the scan electrode during a period corresponding to the lighting timing of the EL element. In the negative field period, a negative scan voltage and a ground voltage in a state where the polarity of the differential voltage between the positive scan voltage and the offset voltage is inverted are supplied from the voltage supply circuit to the scan side driver IC. The scanning side driver IC applies a ground voltage to the scan electrode during the non-lighting period of the EL element, and also applies the negative scanning voltage to the scan electrode during a period corresponding to the lighting timing of the EL element. Apply.
[0003]
On the other hand, the data side driver IC is supplied with a ground voltage and a modulation voltage (the same voltage level as the offset voltage) from the voltage supply circuit, and the data side driver IC is in a light emitting state during the positive field period. A ground voltage is applied to the data electrode of the EL element, and a modulation voltage is applied to the data electrode in the negative field period.
As a result, the voltage applied to the scanning-side driver IC in each of the positive and negative fields is lower than the scanning voltage by a predetermined offset voltage, so that the breakdown voltage required for the driver IC can be lowered.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 13 schematically shows an example of a basic cross-sectional structure of an EL element, and FIG. 14 shows an applied voltage waveform when the EL element having this structure is driven by the driving device having the conventional configuration. An example is shown. In FIG. 13, the EL element 1 is configured by laminating a transparent electrode 3, a lower insulating layer 4, a light emitting layer 5, an upper insulating layer 6, and a transparent electrode 7 in this order on a glass substrate 2. In this case, the transparent electrodes 3 and 7 are ITO films, the lower insulating layer 4 is a Ta.Sn.O + N (TaO5: SnO2 = 9: 1) film, the light emitting layer 5 is a Mn-doped ZnS film, and the upper insulating layer 6 is an ATO film ( The insulating layers 4 and 6 of the EL element 1 have an asymmetric structure. An EL display panel is configured by arranging the EL elements 1 having such a structure in a simple matrix type. Here, for example, the transparent electrode 3 is used as a scanning electrode and the transparent electrode 7 is used as a data electrode. To do.
[0005]
In the applied voltage waveform example of FIG. 14, during the positive field period, an offset voltage (45V) and a positive scanning voltage (+ 245V) are applied to the transparent electrode 7 on the scanning electrode side, and an EL to emit light is applied. A ground level data voltage (0 V) is applied to the transparent electrode 3 on the data electrode side of the element 1, whereby the EL element 1 has a positive voltage (between the electrodes 7 and 3) that is equal to or higher than the threshold level. Light is emitted during a period when + 245V) is applied. In the negative field period, a ground voltage and a negative scanning voltage (−200 V) are applied to the transparent electrode 7, and an offset voltage (45 V) is applied to the transparent electrode 3 of the EL element 1 to emit light. A positive data voltage (+ 45V) corresponding to is applied, so that the EL element 1 is applied during a period in which a negative voltage (−245V) equal to or higher than the threshold level is applied between the electrodes 7 and 3. Emits light. In the example of FIG. 14, the positive and negative field periods are each 1 ms, and the positive and negative voltage application periods above the threshold level are each 30 μs.
[0006]
FIG. 15 shows the luminance when a voltage having a waveform as shown in FIG. 14, that is, a voltage having a symmetrical waveform in each of the positive and negative fields is continuously applied to the EL element 1 having the asymmetric structure as described above. / The result of measuring the voltage characteristics (LV characteristics) every elapse of a predetermined time is shown.
[0007]
As is apparent from FIG. 15, after the LV curve is once shifted to the plus side (high voltage side) until 20 hours elapse after the voltage application starts, as time further elapses. It gradually shifts to the minus side (low voltage side), and at the time when 256 hours have elapsed, the LV curve is stabilized in a largely distorted state. Such a sagging phenomenon of the LV characteristic is caused when the materials and structures of the upper and lower insulating layers 4 and 6 are greatly different as in the EL element 1 shown in FIG. 13 (that is, when the electrical characteristics are different from each other). ), The number of levels at which charges are trapped at the interface is different, and this is considered to be caused by the electric field inside the light emitting layer 5 becoming asymmetric.
[0008]
For this reason, in the EL element driving device of the conventional configuration, the light emission threshold voltage (luminance is 1 Cd / m with the occurrence of the sagging as described above. ² (Applied voltage at the same time) greatly fluctuates from the initial value and causes a negative shift, which causes a problem that a so-called “burn-in” phenomenon occurs in which the EL element 1 exhibits a light emitting state in the non-lighting mode. Come.
[0009]
Further, when aging the EL element 1, as can be understood from FIG. 15, conventionally, since it takes a very long time until the LV characteristic becomes stable, it is difficult to sufficiently perform the aging process. There was also the problem of becoming.
[0010]
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and a first object is to suppress the brightness / voltage characteristics of the EL element from decreasing, and to improve the optical characteristics of the EL element over a long period of time. A second object of the present invention is to provide an EL element driving apparatus that can maintain a good state, and a second object is to provide an EL element aging method that can sufficiently perform an aging process of an EL element in a short time. There is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the means described in claim 1 can be employed. When the electrical characteristics of the first insulating layer and the second insulating layer of the EL element to be driven are different from each other (when their materials and structures are different), the level at which charges are trapped at the interface It is conceivable that the electric field inside the light emitting layer of the EL element becomes asymmetric as the number becomes different, and this causes the sagging phenomenon of the luminance / voltage characteristics (LV characteristics) of the EL element. In this case, according to the means described in claim 1, the drive circuit performs control to vary the waveform of the voltage applied between the first electrode and the second electrode of the EL element between the positive field period and the negative field period. Therefore, the phenomenon in which the internal electric field of the light emitting layer becomes asymmetric due to the difference in the number of levels in which charges are trapped at the interface between the first and second insulating layers, and thus the luminance of the EL element due to this phenomenon. / It is possible to suppress the situation where the voltage characteristics are drooped. As a result, the light emission threshold voltage does not vary greatly from the initial value due to the internal electric field of the light emitting layer becoming asymmetric, and the optical characteristics of the EL element can be maintained in a good state for a long period of time. become.
[0012]
According to the second aspect of the invention, the drive circuit has different periods for applying a voltage equal to or higher than a threshold level at which the EL element emits light to the light emitting state between the positive field period and the negative field period. Thus, the waveform of the voltage applied between the first electrode and the second electrode of the EL element is different between the positive field period and the negative field period. For this reason, as in the means described in claim 1, it becomes possible to suppress the phenomenon in which the internal electric field of the light emitting layer becomes asymmetric, and the optical characteristics of the EL element can be maintained in a good state for a long period of time. It becomes like this.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, the drive circuit controls the peak value of the voltage applied to the EL element so as to be different between the positive field period and the negative field period. The waveform of the voltage applied between the electrode and the second electrode is different between the positive field period and the negative field period. For this reason, as in the means described in claim 1, it becomes possible to suppress the phenomenon in which the internal electric field of the light emitting layer becomes asymmetric, and the optical characteristics of the EL element can be maintained in a good state for a long period of time. It becomes like this.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, the drive circuit differs between the absolute value level of the first offset voltage applied in the positive field period and the absolute value level of the second offset voltage applied in the negative field period. Therefore, the waveform of the voltage applied between the first electrode and the second electrode of the EL element differs between the positive field period and the negative field period. For this reason, as in the means described in claim 1, it becomes possible to suppress the phenomenon in which the internal electric field of the light emitting layer becomes asymmetric, and the optical characteristics of the EL element can be maintained in a good state for a long period of time. It becomes like this.
[0015]
According to the means described in claim 5, the drive circuit controls the integrated value of the voltage waveform applied to the EL element to be different between the positive field period and the negative field period (the area of the region surrounded by each voltage waveform is reduced). Therefore, the waveform of the voltage applied between the first electrode and the second electrode of the EL element is different between the positive field period and the negative field period. For this reason, as in the means described in claim 1, it becomes possible to suppress the phenomenon in which the internal electric field of the light emitting layer becomes asymmetric, and the optical characteristics of the EL element can be maintained in a good state for a long period of time. It becomes like this.
[0016]
In order to achieve the second object, the method described in claim 6 can be adopted. When the electrical characteristics of the first insulating layer and the second insulating layer of the EL element to be driven are different from each other (when their materials and structures are different), the level at which charges are trapped at the interface It is considered that the luminance / voltage characteristics of the EL element deteriorate due to the difference in the number and the electric field inside the light emitting layer of the EL element becoming asymmetric. In this case, according to the method of claim 6, a drive voltage having a voltage waveform different between the positive field period and the negative field period is applied between the first electrode and the second electrode of the EL element for a predetermined time. Since the aging process is performed, a phenomenon in which the internal electric field of the light emitting layer becomes asymmetric due to a difference in the number of levels in which charges are trapped at the interface between the first and second insulating layers, and this is accompanied by this phenomenon. It becomes possible to accelerate the deterioration of the luminance / voltage characteristics of the EL element in a short time. As a result, the time required until the luminance / voltage characteristics of the EL element become stable can be shortened, so that the aging process can be sufficiently performed in a short time.
[0017]
According to the method of claim 7, the aging process is performed in which the period during which a voltage equal to or higher than the threshold level at which the EL element is in a light emitting state is applied to the EL element is different in each of the positive and negative field periods. In the aging process, the waveform of the voltage applied between the first electrode and the second electrode of the EL element is different between the positive field period and the negative field period. For this reason, similarly to the method of the sixth aspect, it is possible to accelerate the deterioration of the luminance / voltage characteristics of the EL element in a short time, and the aging process can be sufficiently performed in a short time.
[0018]
According to the method of the eighth aspect, the aging process is performed by making the peak value of the voltage applied to the EL element different between the positive field period and the negative field period. The waveform of the voltage applied between the first electrode and the second electrode is different between the positive field period and the negative field period. For this reason, similarly to the method of the sixth aspect, it is possible to accelerate the deterioration of the luminance / voltage characteristics of the EL element in a short time, and the aging process can be sufficiently performed in a short time.
[0019]
10. The method according to claim 9, wherein the absolute value level of the first offset voltage applied in the positive field period and the absolute value level of the second offset voltage applied in the negative field period are made different from each other. Since the process is performed, during the aging process, the waveform of the voltage applied between the first electrode and the second electrode of the EL element differs between the positive field period and the negative field period. For this reason, similarly to the method of the sixth aspect, it is possible to accelerate the deterioration of the luminance / voltage characteristics of the EL element in a short time, and the aging process can be sufficiently performed in a short time.
[0020]
According to the method of claim 10, by integrating the integrated value of the voltage waveform applied to the EL element between the positive field period and the negative field period (by making the area of the region surrounded by each voltage waveform different). Since the aging process is performed, during the aging process, the waveform of the voltage applied between the first electrode and the second electrode of the EL element differs between the positive field period and the negative field period. For this reason, similarly to the method of the sixth aspect, it is possible to accelerate the deterioration of the luminance / voltage characteristics of the EL element in a short time, and the aging process can be sufficiently performed in a short time.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to an EL element driving apparatus will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 schematically shows an example of a basic cross-sectional structure of the EL element. In FIG. 2, an EL element 11 includes a transparent electrode 13 (corresponding to a first electrode), a lower insulating layer 14 (corresponding to a first insulating layer), a light emitting layer 15, and an upper insulating layer 16 (second electrode) on a glass substrate 12. An insulating layer) and a transparent electrode 17 (corresponding to a second electrode) are laminated in this order. In this case, the transparent electrodes 13 and 17 are formed by sputtering of an ITO film, the lower insulating layer 14 is formed by sputtering of a Ta.Sn.O + N (TaO5: SnO2 = 9: 1) film, and the light emitting layer 15 is formed of a Mn-doped ZnS film. It is formed by film formation using an electron beam evaporation apparatus. The upper insulating layer 16 is formed of an ATO film (multi-layered structure film of Al2 O3 and TiO2), and is formed using an atomic layer epitaxial growth apparatus (ALE apparatus) in order to increase its step coverage. Is done. In short, the insulating layers 14 and 16 of the EL element 11 have an asymmetric structure. In this embodiment, an example in which the EL element 11 having such a structure is applied to a segment display type EL display panel will be described. However, the present invention can be applied to a matrix type EL display panel in which the EL elements 11 are arranged in a simple matrix. Of course.
[0022]
FIG. 1 schematically shows a circuit configuration for driving the EL element 11 by a combination of functional blocks. The circuit configuration of FIG. 1 is shown as a model in order to achieve the object of the present invention, and other circuit configurations can be adopted as necessary.
[0023]
In FIG. 1, the power supply circuit 18 has a positive drive voltage Vr (for example, 200 V) and a negative drive voltage −Vr ′ with respect to the first drive circuit 19 connected to the transparent electrode 13 of the EL element 11. (For example, -190V), a positive first offset voltage Vm (for example, 55V), a negative second offset voltage -Vn (for example, -45V), and the first connected to the transparent electrode 17 of the EL element 11 The second drive circuit 20 is configured to apply the first offset voltage Vm, the second offset voltage -Vn, and the ground voltage (= 0).
[0024]
In the EL element 11, voltages having different polarities are alternately applied between the transparent electrodes 13 and 17 for each positive and negative field period, and accordingly, carriers in the light emitting layer 15 are applied. A part of the energy emitted when (the electron or hole) is accelerated and the luminescent center is collided and excited and the luminescent center thus excited returns to the ground state causes a luminescence phenomenon.
[0025]
In this case, in the positive field period, the first drive circuit 19 applies the first offset voltage Vm to the transparent electrode 13 during the non-lighting period of the EL element 11, and a period corresponding to the lighting timing of the EL element 11. A positive drive voltage Vr is applied to the transparent electrode 13. In the negative field period, the second offset voltage −Vn is applied to the transparent electrode 13 during the non-lighting period of the EL element 11, and the negative electrode is applied to the transparent electrode 13 during the period corresponding to the lighting timing of the EL element 11. The drive voltage −Vr ′ is applied.
[0026]
On the other hand, in the positive field period, the second drive circuit 20 applies a ground voltage to the transparent electrode 17 of the EL element 11 to be in a light emission state, and at the light emission timing, the second offset voltage − Vn is applied. Further, in the negative field period, a ground voltage is applied to the transparent electrode 17 of the EL element 11 that is in the light emitting state, and a first offset voltage Vm is applied to the transparent electrode 17 at the light emission timing.
[0027]
As a result, as shown in FIG. 3, the first offset voltage Vm (55 V) is applied between the transparent electrodes 13 and 17 of the EL element 11 in the light emission state during the positive field period, and at the light emission timing. A positive voltage (245 V) corresponding to the difference voltage between the positive drive voltage Vr (200 V) and the second offset voltage -Vn (-45 V) is applied. In addition, a second offset voltage −Vn (−45 V) is applied between the transparent electrodes 13 and 17 in the negative field period, and a negative driving voltage −Vr ′ (−190 V) and the second offset voltage at the light emission timing. A negative voltage (−245 V) corresponding to the difference voltage from the offset voltage Vm (55 V) of 1 is applied. In the example of FIG. 3, the positive and negative field periods are each 1 ms, and the application periods of positive and negative voltages (245 V and −245 V) above the threshold level are 30 μs, respectively.
[0028]
FIG. 4 shows a voltage having a waveform as shown in FIG. 3 between the transparent electrodes 13 and 17 of the EL element 11, that is, different waveforms in the positive and negative field periods (the positive-side offset voltage is different from the negative-side offset voltage). The result of measuring the luminance / voltage characteristic (LV characteristic) when a voltage having a large asymmetric waveform) is continuously applied at every predetermined time is shown.
[0029]
As apparent from FIG. 4, when the applied voltage waveforms in the positive and negative field periods are different as in this embodiment, specifically, the first offset voltage Vm having the positive polarity is the second polarity having the negative polarity. When the offset voltage is larger than the offset voltage −Vn, the LV curve is shifted to the plus side (high voltage side) once by the maximum amount after the voltage application is started as in the case of the conventional configuration (see FIG. 15). After that, as the time further elapses, the characteristic shifts to the minus side (low voltage side), but becomes stable when 207 hours elapses. In this example, it can be seen that the sagging of the LV curve when the characteristics are stable is greatly reduced as compared with the conventional configuration.
[0030]
In this case, the sagging phenomenon of the LV curve occurs when the materials and structures of the upper insulating layer 14 and the lower insulating layer 16 of the EL element 11 are greatly different (that is, when the electrical characteristics are different from each other). It is considered that this is caused by the fact that the number of levels in which charges are trapped is different and the electric field inside the light-emitting layer 15 becomes asymmetrical. When the applied voltage waveforms in the period are different, specifically, the first offset voltage Vm (voltage applied to the upper insulating layer 16 made of the ATO film) is set to the second offset voltage −Vn (Ta · Sn · O + N). When the voltage is higher than the voltage applied to the lower insulating layer 14 made of a film, the number of levels at which charges are trapped at the interface between the lower insulating layer 14 and the upper insulating layer 16 is different. Inside Electric field is suppressed phenomenon becomes asymmetric, sagging of L-V curve is considered to have significantly reduced.
[0031]
Therefore, in the EL element driving device according to the present embodiment, the light emission threshold voltage (luminance is 1 Cd / m with the LV characteristic sagging). ² (Applied voltage at the time of) is greatly fluctuated from the initial value and the possibility of causing a negative shift is reduced, so that a so-called “burn-in” phenomenon occurs in which the EL element 11 exhibits a light emitting state in the non-lighting mode. It can be effectively suppressed.
[0032]
(Second Embodiment)
5 and 6 show a second embodiment of the present invention. Hereinafter, only portions different from the first embodiment will be described.
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 5, one transparent electrode 13 of the EL element 11 is grounded, and positive and negative drive voltages are applied to the other transparent electrode 17 through the drive circuit 21. The drive circuit 21 is supplied with a positive drive voltage Vr and a negative drive voltage −Vr from the power supply circuit 22. The drive voltages Vr and -Vr are set to voltages equal to or higher than the threshold level at which the EL element 11 is in a light emitting state, and are set to the same level (for example, 245 V and -245 V).
[0033]
As shown in FIG. 6, the drive circuit 21 applies a positive drive voltage Vr to the transparent electrode 13 during the lighting period of the EL element 11 in the positive field period for a preset time w1, and EL in the negative field period. During the lighting period of the element 11, the negative drive voltage -Vr is applied to the transparent electrode 13 for a time w2 set shorter than the time w1.
[0034]
In short, when the driving circuit 21 drives the EL element 11, that is, when the light emitting layer 15 emits light by applying a voltage having a different polarity between the transparent electrodes 13 and 17 for each positive and negative field period, By changing the application time of the drive voltages Vr and −Vr in the field (the application time in the positive field period is longer than the application time in the negative field period), the applied voltage waveform is changed between the positive field period and the negative field period. They are controlled differently. Therefore, the present embodiment having such a configuration can also provide the same operations and effects as the first embodiment.
[0035]
(Third embodiment)
FIGS. 7 and 8 show a third embodiment of the present invention in which a modification is made to the second embodiment, and only parts different from the second embodiment will be described below.
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 7, a positive drive voltage Vr1 set to a threshold level or more at which the EL element 11 emits light from the power supply circuit 22 to the drive circuit 21, respectively. A negative drive voltage -Vr2 is applied. In this case, the drive voltages Vr1 and -Vr2 are set to different levels (for example, Vr1 = 255V, -Vr2 = -235V).
[0036]
The drive circuit 21 applies a positive drive voltage Vr1 to the transparent electrode 13 for a preset time w during the lighting period of the EL element 11 in the positive field period, and is transparent during the lighting period of the EL element 11 in the negative field period. A negative drive voltage −Vr2 is applied to the electrode 13 for the time w.
[0037]
In short, when the driving circuit 21 drives the EL element 11, that is, when the light emitting layer 15 emits light by applying a voltage having a different polarity between the transparent electrodes 13 and 17 for each positive and negative field period, By making the peak values of the applied voltages Vr1 and -Vr2 different in the field (the peak value of the applied voltage Vr1 is higher than the peak value of the applied voltage -Vr2), the applied voltage waveform is changed between the positive field period and the negative field period. They are controlled differently. Therefore, the present embodiment having such a configuration can also provide the same operations and effects as the first embodiment.
[0038]
(Fourth embodiment)
FIGS. 9 to 12 show a fourth embodiment in which the present invention is applied to an aging method for an EL element, and this will be described below with reference to the configuration of the first embodiment.
That is, FIG. 9 shows voltage waveforms applied between the transparent electrodes 13 and 17 of the EL element 11 using the first drive circuit 19 and the second drive circuit 20 (see FIG. 1) in the first embodiment. An example is shown. This voltage waveform is an asymmetric waveform in which the applied voltage waveform in the first embodiment (see FIG. 3) is larger than the negative offset voltage, whereas the negative offset voltage is The asymmetric waveform is larger than the offset voltage on the positive side.
[0039]
In this case, the first drive circuit 19 includes a positive drive voltage Vr (for example, 185 V), a negative drive voltage -Vr ′ (for example, −225 V), and a positive polarity from the power supply circuit 18 (see FIG. 1). The first offset voltage Vm (for example, 20V) and the negative second offset voltage -Vn (for example, -60V) are applied, and the second drive circuit 20 includes a power supply circuit. 18, the first offset voltage Vm, the second offset voltage -Vn, and the ground voltage are applied.
[0040]
The first offset voltage Vm (20 V) is applied between the transparent electrodes 13 and 17 of the EL element 11 in the light emitting state in the positive field period, and the positive drive voltage Vr (185 V) and the first voltage are applied. A positive voltage (245V) corresponding to a difference voltage from the offset voltage −Vn (−60V) of 2 is applied. A second offset voltage −Vn (−60 V) is applied between the transparent electrodes 13 and 17 in the negative field period, and a negative drive voltage −Vr ′ (−225 V) and the first offset are applied. A negative voltage (−245 V) corresponding to the voltage difference from the voltage Vm (20 V) is applied.
[0041]
FIG. 10 shows a voltage having a waveform as shown in FIG. 9 between the transparent electrodes 13 and 17 of the EL element 11, that is, different waveforms in the positive and negative field periods (the negative offset voltage is more than the positive offset voltage). The result of measuring the luminance / voltage characteristic (LV characteristic) when a voltage having a large asymmetric waveform) is continuously applied at every predetermined time is shown.
[0042]
As is apparent from FIG. 10, when the applied voltage waveforms in the positive and negative field periods are different, specifically, the second offset voltage −Vn (a lower insulating layer made of a Ta · Sn · O + N film) having a negative polarity. 14) is higher than the first positive offset voltage Vm (voltage applied to the upper insulating layer 16 made of an ATO film), the LV curve increases to the minus side (low voltage side) in a short time. The characteristic shifts and becomes stable when about 48 hours elapses. Such characteristics are caused by the difference in the number of levels in which charges are trapped at the interface between the lower insulating layer 14 and the upper insulating layer 16 having different electrical characteristics in the EL element 11. The phenomenon that the electric field becomes asymmetric is promoted, and this is considered to occur because the deterioration of the luminance / voltage characteristics of the EL element 11 proceeds at an early stage. Therefore, if the above characteristics are utilized, the aging process of the EL element 11 can be performed in a short time.
[0043]
In order to verify this, a driving voltage having an asymmetric waveform as shown in FIG. 11 (positive and negative peak values are 245 V and −245 V, respectively, and the first offset voltage Vm = between the transparent electrodes 13 and 17 of the EL element 11. 0V, second offset voltage −Vn = −50V) is applied for 4 hours, for example, and then an aging process is performed, and then a symmetrical driving voltage (see FIG. 14) is continuously applied between the transparent electrodes 13 and 17. The luminance / voltage characteristics (LV characteristics) in the case of being applied to were measured every predetermined time.
[0044]
As can be seen from FIG. 11, the shift of the luminance / voltage characteristic is extremely small after 72 hours, and the effect of the aging process appears. In short, the EL element 11 has only to be subjected to an aging process in which a driving voltage having a voltage waveform different between the positive field period and the negative field period is applied between the transparent electrodes 13 and 17 of the EL element 11 for a predetermined time. The time required until the luminance / voltage characteristics become stable can be shortened. That is, the aging process of the EL element 11 can be sufficiently performed in a short time.
[0045]
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications or expansions are possible.
In the EL element driving apparatus in the first to third embodiments, the integrated value of the voltage waveform applied to the EL element 11 (area of the region surrounded by the voltage waveform) is different between the positive field period and the negative field period. A configuration may be provided in which a drive circuit that controls the integrated value in the positive field period to be larger than the integrated value in the negative field period is provided. According to this configuration, the drive circuit controls the integrated value of the voltage waveform applied to the EL element 11 so that the positive field period side is larger than the negative field period side, and therefore, between the transparent electrodes 13 and 17 of the EL element 11. The waveform of the applied voltage is different between the positive field period and the negative field period. For this reason, as in the first to third embodiments, it becomes possible to suppress the phenomenon in which the internal electric field of the light emitting layer 15 becomes asymmetric, and the optical characteristics of the EL element 11 are in a good state over a long period of time. Can be maintained.
[0046]
In the aging method of the EL element 11 in the fourth embodiment, the drive circuit configuration described in the first embodiment is used. However, the drive circuit configurations described in the second and third embodiments may be used. .
Specifically, when the drive circuit configuration described in the second embodiment is used, voltages having different polarities are applied between the transparent electrodes 13 and 17 of the EL element 11 for each positive and negative field period during the aging process. When applying, the application time of the drive voltages Vr and -Vr in each field is made different (the application time in the negative field period is made longer than the application time in the positive field period), whereby the luminance / Deterioration of voltage characteristics proceeds at an early stage.
[0047]
When using the drive circuit configuration described in the third embodiment, when applying voltages of different polarities between the transparent electrodes 13 and 17 of the EL element 11 for each positive and negative field period during the aging process, By varying the peak values of the applied voltages Vr1 and -Vr2 in each field (the peak value of the applied voltage -Vr2 in the negative field period is higher than the peak value of the applied voltage Vr1 in the positive field period), the EL element 11 luminance / voltage characteristics are deteriorated at an early stage.
[0048]
Further, during the aging process, the integrated value of the voltage waveform applied to the EL element 11 (area of the region surrounded by the voltage waveform) is different between the positive field period and the negative field period (integrated value in the negative field period). In a state where the value is larger than the integral value in the positive field period), it is also possible to adopt a method in which the deterioration of the luminance / voltage characteristics of the EL element 11 proceeds at an early stage.
[0049]
Although the example in which the lower insulating layer 14 is formed of a Ta / Sn / O + N film has been described, other layers such as an oxide film layer (for example, silicon oxide film) and a nitride film layer (for example, silicon nitride film) are stacked. It is good also as a structure. The upper insulating layer 16 has been described as an example in which the ATO film (Al2 O3 and TiO2 multi-layered laminated film) is formed. For example, other structures may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a drive circuit configuration in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a basic cross-sectional structure of an EL element.
[Fig. 3] Drive voltage waveform diagram
FIG. 4 is a luminance / voltage characteristic diagram.
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
6 is a view corresponding to FIG.
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is equivalent to FIG.
FIG. 9 is a drive voltage waveform diagram 1 showing a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a diagram of luminance / voltage characteristics.
FIG. 11 is a drive voltage waveform diagram 2
FIG. 12 is a diagram of luminance / voltage characteristics.
FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 2 for explaining a conventional example.
14 is a view corresponding to FIG.
15 is equivalent to FIG.
[Explanation of symbols]
11 is an EL element, 13 is a transparent electrode (first electrode), 14 is a lower insulating layer (first insulating layer), 15 is a light emitting layer, 16 is an upper insulating layer (second insulating layer), and 17 is a transparent electrode (first electrode). 2 electrodes), 18 is a power supply circuit, 19 is a first drive circuit, 20 is a second drive circuit, 21 is a drive circuit, and 22 is a power supply circuit.

Claims

An EL device comprising: a first insulating layer and a second insulating layer, which are disposed opposite to each other with a light emitting layer therebetween and having different electrical characteristics; and a first electrode and a second electrode which are respectively disposed outside each insulating layer. An EL element drive comprising a drive circuit for driving the light emitting layer by applying a voltage having a different polarity between the first electrode and the second electrode for each positive and negative field period In the device
2. The EL element driving apparatus according to claim 1, wherein the driving circuit performs control to make a waveform of a voltage applied between the first electrode and the second electrode different between a positive field period and a negative field period.

The drive circuit controls a period in which a voltage equal to or higher than a threshold level at which the EL element is in a light emitting state is applied to the EL element to be different in a positive field period and a negative field period. The EL element driving device according to claim 1.

2. The EL element driving apparatus according to claim 1, wherein the driving circuit controls the peak value of the voltage applied to the EL element to be different between a positive field period and a negative field period.

In the positive field period, the driving circuit applies a first offset voltage having a positive polarity during a non-lighting period of the EL element, and the EL element is in a light emitting state during a period corresponding to the lighting timing of the EL element. In the negative field period, a negative second offset voltage is applied in the non-lighting period of the EL element, and the EL element is applied in the period corresponding to the lighting timing of the EL element. The device is configured to apply a negative driving voltage that is equal to or higher than a threshold level at which the device is in a light emitting state.
2. The EL element driving apparatus according to claim 1, wherein absolute value levels of the first and second offset voltages are different from each other.

2. The EL element driving apparatus according to claim 1, wherein the driving circuit controls an integrated value of a voltage waveform applied to the EL element to be in a different state between a positive field period and a negative field period. .

A first insulating layer and a second insulating layer which are disposed opposite to each other with a light emitting layer and have different electrical characteristics; and a first electrode and a second electrode which are respectively disposed on the outer sides of the respective insulating layers. In an aging method of an EL element in which voltages having different polarities are applied between the first electrode and the second electrode for each field period of
An aging method for an EL element, wherein a driving voltage having a voltage waveform different between a positive field period and a negative field period is applied between the first electrode and the second electrode for a predetermined time to perform an aging process.

7. The aging process is performed by making a period of applying a voltage equal to or higher than a threshold level at which the EL element emits light differ between positive and negative field periods. EL device aging method.

7. The EL element aging method according to claim 6, wherein the aging process is performed by making a peak value of a voltage applied to the EL element different between a positive field period and a negative field period.

In the positive field period, a positive first offset voltage is applied during a non-lighting period of the EL element, and a positive electrode equal to or higher than a threshold level at which the EL element is in a light emitting state during a period corresponding to the lighting timing of the EL element. In the negative field period, a negative second offset voltage is applied during the non-lighting period of the EL element, and the EL element is in a light emitting state during a period corresponding to the lighting timing of the EL element. Configured to apply a negative drive voltage that is equal to or higher than the threshold level,
The EL device aging method according to claim 6, wherein the aging process is performed in a state where the absolute value levels of the first and second offset voltages are different from each other.

7. The method of aging an EL element according to claim 6, wherein the aging process is performed by making an integral value of a voltage waveform applied to the EL element different between a positive field period and a negative field period.