專利名稱：改進(jìn)功率效率的彩色有機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及OLED彩色顯示裝置，特別是涉及這些OLED彩色顯示裝置中的發(fā)光元件的排列。
背景技術(shù)：
2002年12月12日公開的Siwinski等人的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?002/0186214A1提出了在具有由紅、綠、藍(lán)和白色的發(fā)光元件組成的像素的有機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置(OLED)中節(jié)省能量的方法。由于白光發(fā)射元件比其他顏色的發(fā)光元件效率更高，因此其被用于減少顯示裝置的功率需要量。
雖然提高功率效率一直是人們所期望的事，但其在便攜式器件的應(yīng)用上卻倍受關(guān)注，由于低效顯示裝置限制了在電源再充電前器件能夠使用的時(shí)間。實(shí)際上，對(duì)于特定的應(yīng)用，功率消耗率可能比除可見度以外的其他顯示裝置特征更重要。參照?qǐng)D2，示出了Siwinski教導(dǎo)的具有紅12、綠14、藍(lán)16和白色18發(fā)光元件的四個(gè)像素10的排列。每個(gè)像素中的發(fā)光元件都被排列成2×2陣列。
廣泛使用的文本再現(xiàn)軟件如Microsoft ClearTypeTM依賴于彩色元件被排列成垂直條帶的顯示裝置。這種排列在具有紅、綠和藍(lán)色發(fā)光元件組成的像素的液晶顯示裝置中是已知的。圖3示出了這種排列的一個(gè)例子，但這種排列并不提供Siwinski教導(dǎo)的顯示器件的節(jié)能效果。
因此，對(duì)已經(jīng)改善功率效率同時(shí)保持全色再現(xiàn)并與條形圖案排列兼容的改進(jìn)全色平板OLED顯示裝置存在需求。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供包括發(fā)光OLED像素陣列的OLED顯示裝置可以滿足該需求。其中每個(gè)像素具有用于發(fā)射指定色域的不同顏色光的三個(gè)或更多的色域元件和至少一個(gè)用于發(fā)射色域內(nèi)顏色光的附加元件，其中附加元件的功率效率高于三個(gè)中或更多色域元件中的至少一個(gè)的功率效率；其中用于顯示每種顏色的所有色域元件在第一方向上排列成一直線，以使在該直線上沒有不同顏色的色域元件；其中彩色色域元件在與第一方向正交的第二方向上排列成一直線，使色域元件的顏色在該直線上交替變化；并且其中附加元件在第一和第二方向均排列成一直線。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供具有改進(jìn)功率效率并與條帶模式的排列兼容的彩色顯示器件。


圖1是具有按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案排列的發(fā)光元件的OLED顯示裝置的一部分的示意圖；圖2是發(fā)光元件按照現(xiàn)有技術(shù)排列的OLED顯示裝置的部分示意圖；圖3是發(fā)光元件按照現(xiàn)有技術(shù)排列的OLED顯示裝置的部分示意圖；圖4是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的頂部發(fā)射OLED顯示裝置一部分的側(cè)視圖；圖5是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的底部發(fā)射OLED顯示裝置一部分的側(cè)視圖；圖6是發(fā)光元件按照本發(fā)明一個(gè)備選實(shí)施方案排列的OLED顯示裝置的部分示意圖；圖7是發(fā)光元件按照本發(fā)明另一備選實(shí)施方案排列的OLED顯示裝置的部分示意圖；圖8是發(fā)光元件按照本發(fā)明另一備選實(shí)施方案排列的OLED顯示裝置的部分示意圖；圖9是發(fā)光元件按照本發(fā)明另一備選實(shí)施方案排列的OLED顯示裝置的部分示意圖；圖10是按照本發(fā)明另一實(shí)施方案的頂部發(fā)射OLED顯示裝置一部分的側(cè)視圖；圖11是圖7所示類型的OLED顯示裝置的部分像素區(qū)域的電路布置圖；圖12是圖11所示OLED顯示裝置的部分像素區(qū)域的電路布置圖；圖13是OLED顯示裝置中一個(gè)發(fā)光元件的橫截面圖；圖14是圖7所示類型的OLED顯示裝置的部分像素區(qū)域的一個(gè)備選電路圖；圖15是圖14所示OLED顯示裝置的部分像素區(qū)域的更詳細(xì)的電路布置圖；圖16是圖7所示類型的OLED顯示裝置的部分像素區(qū)域的另一備選電路布置圖；圖17是圖16所示OLED顯示裝置的部分像素區(qū)域的更詳細(xì)的電路布置圖；圖18是圖8所示類型的OLED顯示裝置的部分像素區(qū)域的另一備選電路布置圖；圖19是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的OLED發(fā)光元件的側(cè)面示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)OLED顯示裝置的包括發(fā)光OLED像素10的一個(gè)陣列，其中每個(gè)像素具有用于發(fā)射指定色域的不同顏色光例如紅12、綠14、藍(lán)16的發(fā)光元件，這些發(fā)光元件可是三個(gè)或更多的色域元件，每個(gè)像素還有至少一個(gè)附加元件，其用于發(fā)射在色域內(nèi)顏色的光，例如白色發(fā)光元件18。附加元件的功率效率高于色域元件的功率效率，因此通過驅(qū)動(dòng)附加元件代替色域元件可以減少顯示裝置的功耗。顯示裝置中用于顯示每個(gè)顏色的所有色域元件在第一方向Y上排列成一直線，以使在該直線上沒有不同顏色的色域元件。彩色色域元件在與第一方向正交的第二方向X上排列成一直線，以使色域元件的顏色在該直線上交替變化。發(fā)光元件的這種排列與需要條色信號(hào)圖顯示裝置的文本再現(xiàn)軟件兼容。像素中的發(fā)光元件使用常規(guī)方法都可單獨(dú)尋址。
根據(jù)本發(fā)明，由常規(guī)低功率效率色域元件組合產(chǎn)生的亮度可由被一些高功率效率附加元件替代地產(chǎn)生。這樣，使用附加元件重現(xiàn)的任何顏色將比使用色域元件的等效重現(xiàn)更高效。信號(hào)處理器可提供適當(dāng)?shù)淖儞Q函數(shù)，該處理器將標(biāo)準(zhǔn)彩色圖像信號(hào)改變成功率節(jié)省的圖像信號(hào)，而該功率節(jié)省圖像信號(hào)被用以驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的顯示裝置。
本發(fā)明可應(yīng)用于每個(gè)像素包括四個(gè)或更多OLED元件的大多數(shù)OLED器件構(gòu)型中。這些構(gòu)型包括每個(gè)OLED包含分開的陽極和陰極的非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，也包括例如具有形成像素的陽極和陰極的正交陣列的無源矩陣顯示裝置和其中每個(gè)像素例如用薄膜晶體管(TFT)單獨(dú)控制的有源矩陣顯示裝置的非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D4，具有多個(gè)發(fā)光元件的頂部發(fā)射OLED顯示裝置包括在基底20上形成的單層白色發(fā)光材料30。被絕緣體29分開的多個(gè)電極22、24、26和28限定發(fā)光元件12、14、16和18(見圖1)。第二透明電極32形成在白色發(fā)光有機(jī)材料30上。紅42、綠44、藍(lán)46濾色器被分別提供在電極22、24、26上，以使當(dāng)白光從有機(jī)層30射出時(shí)，紅光52從電極22上射出，綠光54從電極24上射出，藍(lán)光從電極26上射出。未過濾的白光58從電極28上射出。且透明封裝膜(未示出)提供在器件上。電極22-28和濾色器42-46的備選排列可按如下描述提供。此外，附加濾波器(未示出)可提供在白色發(fā)光體上以調(diào)整從附加發(fā)光元件射出的光的白點(diǎn)。
參照?qǐng)D5，在底部發(fā)射的排列中，光從基底20射出。在這種排列下，只要第一電極22、24、26和28是透明的，第二電極32不需要透明。顏色濾色器42、44、46和白點(diǎn)調(diào)整濾色器48在形成發(fā)光元件之前須形成在基底20上。
本發(fā)明提供與再現(xiàn)文本首選的色條信號(hào)模式的兼容性。在最簡(jiǎn)單排列中，如圖1所示，附加白光元件被順次提供在色域元件之后。參照?qǐng)D1，具有紅色12、綠色14、藍(lán)色16和白色18的彩色發(fā)光元件的像素10組成了每種顏色的一系列組。在垂直方向上，元件形成單一彩色條線，在正交的水平方向上，彩色線順序交替。應(yīng)該注意，在圖1中描述的實(shí)施方案和下面描述的各個(gè)實(shí)施方案中示出的發(fā)光元件的排列可被反射或旋轉(zhuǎn)而不會(huì)改變其性質(zhì)。
在圖1所示的排列中，附加白色發(fā)光元件18與綠色發(fā)光元件14交替排列以使白色和綠色元件在空間上對(duì)稱。由于白色和綠色均在顯示裝置中攜帶相對(duì)大量的亮度信息因此其可加強(qiáng)顯示裝置的亮度分辨率(清晰度)。
參照?qǐng)D6，在稍加改變的排列中，白色和綠色元件18和14排列在紅色和藍(lán)色元件12和16之間。白色元件18還可放置在綠色14和藍(lán)色16元件之間(未示出)。這兩種構(gòu)型具有使附加白色元件定位在像素更中央的優(yōu)點(diǎn)。由于白光是彩色光的組合，那么定位該白光元件在像素中央將為觀眾提供與常規(guī)色條信號(hào)圖更一致的感受。
參照?qǐng)D7，在一個(gè)備選實(shí)施方案中，附加元件18可以相對(duì)于色域元件排列以空間整合來自像素10的光。例如，附加元件18可被定位在色域元件的下面(或上面)。由于附加(色域內(nèi))元件發(fā)射出原來從色域元件射出的光，所以要將該附加元件18定位，以使其光發(fā)射位于所有色域元件附近，這樣將提供與色條排列的兼容性并形成空間整合的光源。
參照?qǐng)D11，示出了用于圖7所示類型的有源矩陣顯示裝置的電路圖。發(fā)光元件被連接到選擇線113、數(shù)據(jù)線112a或112b或112c或112d、電源線111a、111b、或111c、和電容線114。為了操作該顯示裝置，通過對(duì)單一選擇線施加電壓選擇了發(fā)光元件的行，這打開了所連接發(fā)光元件的選擇晶體管120。每個(gè)發(fā)光元件的亮度水平由保持在數(shù)據(jù)線上的電壓信號(hào)控制。每個(gè)被選擇元件的存儲(chǔ)電容130接著被充電到相關(guān)數(shù)據(jù)線112a、112b、112c或112d的電壓電平。在每個(gè)發(fā)光元件中，存儲(chǔ)電容被連接到功率晶體管140的門電路上，以使存儲(chǔ)電容上保持的電壓電平調(diào)節(jié)通過功率晶體管140到發(fā)光元件的有機(jī)EL元件11的電流，從而可控制亮度。然后通過施加到可關(guān)閉該選擇晶體管120的選擇線113的電壓信號(hào)，每一行變?yōu)槲催x擇。接著數(shù)據(jù)線112的電壓被設(shè)置成下一行希望的電平并打開下一行的選擇線。發(fā)光元件的每一行都重復(fù)該過程。在下個(gè)圖像幀期間存儲(chǔ)電容130保持?jǐn)?shù)據(jù)電壓直到該行被再次被選擇。
電源線典型地連接到所有發(fā)光元件的共有電壓電平上。如這里所示，發(fā)光元件12、14和16連接到與發(fā)光元件18不同的選擇線上。這表示發(fā)光元件18的亮度水平的寫入時(shí)間與發(fā)光元件12、14和16的不同。然而，由發(fā)光元件18、12a、14a和16a組成的像素的備選構(gòu)型將導(dǎo)致像素內(nèi)所有發(fā)光元件的亮度水平被同時(shí)調(diào)整，并可以理解該備選構(gòu)型也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
圖12表示用于上述圖11的有源矩陣電路的電路布置圖。驅(qū)動(dòng)電路部分使用常規(guī)集成電路技術(shù)制成。例如發(fā)光元件12，由使用本領(lǐng)域公知技術(shù)從第一半導(dǎo)體區(qū)121a形成的選擇晶體管120a組成。類似地，功率晶體管140a形成在第二半導(dǎo)體區(qū)141a中。第一半導(dǎo)體區(qū)121a和第二半導(dǎo)體區(qū)141a通常形成在同一半導(dǎo)體層中。
該半導(dǎo)體層典型為非晶態(tài)、多晶態(tài)或晶態(tài)的硅。該第一半導(dǎo)體區(qū)121a還形成存儲(chǔ)電容130a的一面。在第一半導(dǎo)體區(qū)121a和第二半導(dǎo)體區(qū)141a的上方有形成選擇晶體管120a的柵絕緣子、功率晶體管140a的柵絕緣子和存儲(chǔ)電容130a的柵絕緣子的絕緣層(未示出)。選擇晶體管120a的門電路在第一導(dǎo)電層中的部分選擇線113a中的一部分形成。
功率晶體管140a具有分開的也優(yōu)選形成在第一導(dǎo)電層內(nèi)的柵導(dǎo)體143a。存儲(chǔ)電容130a的其他電極被形成為電容線114a的一部分，其優(yōu)選也由第一導(dǎo)電層形成。電源線111a和數(shù)據(jù)線112a優(yōu)選分別形成在第二導(dǎo)電層中。由于信號(hào)線的一根或多根(例如選擇線113a)與其他信號(hào)線中的一根或多根(例如數(shù)據(jù)線)頻繁交叉。這就需要這些線由至少有一個(gè)層間絕緣隔層(未示出)的多個(gè)導(dǎo)電層制備。有機(jī)EL元件通過制作每個(gè)像素的第一電極181a和第二電極(未示出)的布線圖案和沉積一層或多層有機(jī)EL介質(zhì)(未示出)形成。
層與層之間的連接通過在絕緣層中蝕刻孔(或通孔)形成，例如第一通孔112a將數(shù)據(jù)線112a連接到選擇晶體管的第一半導(dǎo)體區(qū)121a，第二通孔142a將功率晶體管柵導(dǎo)體143a連接到存儲(chǔ)電容130a的第一半導(dǎo)體區(qū)121a和選擇晶體管120a，第三通孔146a將功率晶體管的第二半導(dǎo)體區(qū)141a連接到電源線111a，且第四通孔145a將功率晶體管的第二半導(dǎo)體區(qū)141a連接到第一電極181a。
在第一電極上方，形成元件間的絕緣薄膜以減少正負(fù)極間的短路。在第一電極上方使用這種絕緣薄膜的方法在2001年6月12日授權(quán)的Yamada發(fā)明的US6,246,179中被公開。元件間絕緣薄膜覆蓋在顯示裝置的所有發(fā)光元件上，且形成孔以允許第一電極連接到OLED層(未示出)。對(duì)于發(fā)光元件12，孔191a形成在第一電極181a上的像素間的電介質(zhì)中?？?91a限定發(fā)光的發(fā)光元件的面積。雖然使用元件間的絕緣薄膜是優(yōu)選的，但其并不是成功實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所必需的。
發(fā)光元件14和16的形成與發(fā)光元件12的形成類似，其被分別連接到數(shù)據(jù)線112b和112c，并被分別連接到電源線111b和111c。
發(fā)光元件18被連接到選擇線113b、電容線114b、數(shù)據(jù)線112d和電源線111c。發(fā)光元件18可選地連接到電源線111b或111a或由不與其他顏色的發(fā)光元件共用的單一電源線供電，這是本領(lǐng)域公知的。像發(fā)光元件12一樣，發(fā)光元件18也由選擇晶體管120b、存儲(chǔ)電容130b和功率晶體管140b組成。該選擇晶體管和電容用第一半導(dǎo)體區(qū)121b構(gòu)造。功率晶體管用第二半導(dǎo)體區(qū)141b構(gòu)造且柵電極143b通過通孔142b連接到第一半導(dǎo)體區(qū)、通過通孔146b連接到電源線111c，并通過通孔145b連接到第一電極181b。
對(duì)于第一發(fā)光元件18，為了將第一半導(dǎo)體區(qū)121b連接到數(shù)據(jù)線112d，數(shù)據(jù)線112a必須被交叉。這可通過使用第一導(dǎo)電橋150完成。該導(dǎo)電橋優(yōu)選由第一導(dǎo)電層構(gòu)成。該導(dǎo)電橋經(jīng)通孔151b連接到數(shù)據(jù)線112d，且經(jīng)通孔151a連接到第一半導(dǎo)體區(qū)。雖然使用第一導(dǎo)電橋150是優(yōu)選的，但這不是必須的，并且包括直接將第一半導(dǎo)體區(qū)121b連接到數(shù)據(jù)線112d的其他連接方法也可由本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)。此外，取決于數(shù)據(jù)線如何排列，導(dǎo)電橋可能應(yīng)用到除發(fā)光元件18以外的發(fā)光元件。例如如果數(shù)據(jù)線112a和數(shù)據(jù)線112b的位置顛倒，那么該導(dǎo)電橋?qū)⒉粫?huì)用于發(fā)光元件18而被應(yīng)用于發(fā)光元件12。此外，一個(gè)以上的導(dǎo)電橋可以用于經(jīng)過多個(gè)發(fā)光元件上的數(shù)據(jù)線。
發(fā)光元件18還優(yōu)選使用第二導(dǎo)電橋152，將第二電容電極131連接到橋跨在選擇線113b上的電容線114b。第二導(dǎo)電橋152優(yōu)選構(gòu)造在第二導(dǎo)電層中。第二導(dǎo)電橋152經(jīng)通孔153b連接到第二電容電極131上并經(jīng)通孔153a連接到電容線114b上。與第一導(dǎo)電橋150相同，通過重新排列元件和連接線，第二導(dǎo)電橋可以位于除發(fā)光元件18以外的發(fā)光元件(或多個(gè)發(fā)光元件)上。如果選擇線和電容線用不同導(dǎo)電層制造，則不用第二導(dǎo)電橋也可構(gòu)造各種發(fā)光元件。
發(fā)光元件18的第一電極181b伸長(zhǎng)跨過多個(gè)信號(hào)線，例如電源線111a和111b或數(shù)據(jù)線112b和112c。這些區(qū)域在底部發(fā)射構(gòu)型中不發(fā)光，且可以用像素間的電介質(zhì)覆蓋。這造成了在元件間的電介質(zhì)中的三個(gè)分開的孔191x、191y和191z，且對(duì)于發(fā)光元件18來說，其造成了三個(gè)分開的發(fā)光區(qū)域。
本發(fā)明的發(fā)光元件已被示出，并且其作為底部發(fā)射的構(gòu)型進(jìn)行了描述。如果該器件是頂部發(fā)射的構(gòu)型，該第一電極可增加尺寸并遍布到其他不同電路元件和信號(hào)線上。像素間電介質(zhì)中的孔可以以類似的方式增加。在這種情況下，發(fā)光元件18將不需要提供多個(gè)分開的孔，及多個(gè)分開的發(fā)射區(qū)域，而是可以提供一個(gè)較大的連續(xù)孔和發(fā)射區(qū)域。這樣構(gòu)型的預(yù)想與本發(fā)明一致。
雖然上面各個(gè)實(shí)施方案是參照有源矩陣電路的特殊構(gòu)型描述的，但本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可將本領(lǐng)域的多種公知常規(guī)電路的變化應(yīng)用于本發(fā)明。例如，像在1996年8月27日授權(quán)的Tang等人發(fā)明的US5,550,066中公開了不用分開的電容線而是直接把電容連接到電源線的一種變化。和在2002年11月5日授權(quán)的Yasuda的US6,479,419中所公開的第二種變化使用兩個(gè)電容彼此直接排列，其中第一電容在半導(dǎo)體層和柵導(dǎo)電層之間制備，第二電容在柵導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間制備。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可將其中任一變化應(yīng)用于本發(fā)明。
雖然該電路的每個(gè)發(fā)光元件都需要一個(gè)選擇晶體管和一個(gè)功率晶體管，但這些晶體管的多種變型都是本領(lǐng)域的公知技術(shù)。例如晶體管的單柵和多柵變型是公知的，且其可被應(yīng)用到現(xiàn)有技術(shù)中的選擇晶體管。單柵晶體管包括一個(gè)柵極，一個(gè)源極和一個(gè)漏極。例如在2002年8月6日授權(quán)的Yokoyama發(fā)明的US6,429,599中所示的將單柵晶體管做為用于選擇晶體管的例子。雙柵晶體管包括至少兩個(gè)電連接在一起的柵極和一個(gè)源極、一個(gè)漏極以及至少一個(gè)在柵極之間的源漏中間體。例如在上面提到的US6,246,179中所示的將多柵晶體管用于選擇晶體管的方法。這種類型的晶體管在電路簡(jiǎn)圖中可由一個(gè)晶體管或串聯(lián)的二個(gè)或更多個(gè)晶體管表示，其中它們的柵極連接在一起且一個(gè)晶體管的源極被直接連接到第二個(gè)晶體管的漏極。雖然這些晶體管的設(shè)計(jì)可能有所不同，但這兩種類型的晶體管在電路中的功能相同，且本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可將任一類型用于本發(fā)明。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的例子已被示出，其中多柵型選擇晶體管120用單柵晶體管的符號(hào)表示。
同樣在本領(lǐng)域內(nèi)公知的是多并聯(lián)晶體管已被應(yīng)用于多并聯(lián)功率晶體管140。多并聯(lián)晶體管在2002年12月31日授權(quán)的Komiya等人的US6,501,448中被記載。多并聯(lián)晶體管由兩個(gè)或多個(gè)晶體管及其全部電連接在一起的源極、漏極和柵極組成。但多個(gè)晶體管的位置在像素內(nèi)的位置中是分開的，為電流提供多并聯(lián)路徑。使用多并聯(lián)晶體管具有提供穩(wěn)固性的優(yōu)點(diǎn)，以防止在半導(dǎo)體層制造過程中的不穩(wěn)定和缺陷。雖然本發(fā)明實(shí)施例中描述的功率晶體管以單晶體管示出，但本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可將其用多并聯(lián)晶體管替代且可以理解其均在本發(fā)明的主旨范圍之內(nèi)。
可變電路類型例如恒流電源驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)同樣為本領(lǐng)域公知。恒流電源裝置的實(shí)例在2002年12月31日授權(quán)的Yamagishi等人的US6,501,466中公開。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員也可將備選電路類型應(yīng)用到本發(fā)明。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖13，其示出了圖12各個(gè)層的垂直排列。用本文所述的方式，驅(qū)動(dòng)電路被布置在基底20上和OLED層310下。層310包括空穴注入層311、空穴傳輸層312、發(fā)光層313和電子傳輸層314。半導(dǎo)體層在基底20上方形成、摻雜和構(gòu)圖以形成第二半導(dǎo)體區(qū)141a。柵絕緣層212形成在半導(dǎo)體層上。在柵絕緣層212上方，柵導(dǎo)體形成在第一導(dǎo)電層中。然后半導(dǎo)體層被摻雜以在柵導(dǎo)體143a的每一面上形成源極和漏極區(qū)域。第一絕緣隔層213形成在柵導(dǎo)體143a上。第二導(dǎo)電層在第一絕緣隔層213上沉積并構(gòu)圖以形成第一電源線(如111a)和數(shù)據(jù)線(如112a和112d)。第二絕緣隔層214形成在電源線和數(shù)據(jù)線(如111a、112a等)上。第一電極181a形成在第二絕緣隔層214上，并且被構(gòu)圖。元件間電介質(zhì)薄膜形成在第一電極181a的邊緣周圍以減少第一電極181a和第二電極320之間的短路。
參照?qǐng)D14，其示出了驅(qū)動(dòng)電路的一種備選布置。在圖14中，構(gòu)造數(shù)據(jù)線和電源線的布置使一排中每個(gè)像素有兩條電源線111a和111b。在該例中，發(fā)光元件14和18共用電源線111a。發(fā)光元件16和鄰近像素的發(fā)光元件共用電源線111b。即，發(fā)光元件14被連接到鄰近像素的電源線111b上。這種布置下每個(gè)像素的電源線比圖11布置下的更少，且每個(gè)電源線從兩個(gè)發(fā)光元件傳導(dǎo)電流負(fù)載。
圖15表示上述圖14的有源矩陣電路的電路布置圖。該圖樣具有與圖12中所示的相同的晶體管和電容元件。為了實(shí)現(xiàn)每個(gè)像素兩條電源線的理想情況，可用如上所述利用若干導(dǎo)電橋的結(jié)構(gòu)。第一導(dǎo)電橋154經(jīng)通孔155a連接到發(fā)光元件12的第一半導(dǎo)體區(qū)121a，并跨過數(shù)據(jù)線112d經(jīng)通孔155b連接到電源線111b。第二導(dǎo)電橋跨過選擇線113b將發(fā)光元件18的第二電容的電極131連接到電容線。第三導(dǎo)電橋156經(jīng)通孔157b連接到發(fā)光元件18的第二半導(dǎo)體區(qū)141b并經(jīng)通孔157a連接到電源線111a。
盡管這些導(dǎo)電橋作為特定發(fā)光元件的一部分示出，但其還可放置在除了示出的發(fā)光元件以外其他發(fā)光元件上。雖然優(yōu)選使用導(dǎo)電橋，但其不是成功實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所必需的。
現(xiàn)參照?qǐng)D16，示出了第一實(shí)施方案像素電路的備選布置。圖16中，兩個(gè)相鄰像素9和10的數(shù)據(jù)線和電源線被構(gòu)造使得一排中每?jī)蓚€(gè)像素有三條電源線111a和111b和111c。在該例中，發(fā)光元件16、18、12b和18b都連接到電源線111b。這種布置下每個(gè)像素的電源線比圖11和圖14布置下的都少。
圖17表示上述圖16有源矩陣電路的電路布置圖。該圖樣具有與圖12中所示的相同的晶體管和電容元件。為了實(shí)現(xiàn)每?jī)蓚€(gè)像素有三條電源線的理想情況，發(fā)光元件12b、14b、16b和18b的布置相對(duì)于發(fā)光元件12、14、16和18的位置要變換。發(fā)光元件16的功率晶體管140c和發(fā)光元件12b的功率晶體管140i都連接到電源線111b上。因此這些晶體管可用相同半導(dǎo)體區(qū)141c形成并且可使用同一通孔146I在連接半導(dǎo)體區(qū)141c和電源線111b之間進(jìn)行接觸。類似地，發(fā)光元件18的功率晶體管140d和發(fā)光元件18b的功率晶體管140L都連接到電源線111b上。因此這些晶體管可用相同半導(dǎo)體區(qū)141d形成并且可使用同一通孔146L在半導(dǎo)體區(qū)141d和電源線111b之間進(jìn)行接觸。盡管上面提及的晶體管使用同一通孔和半導(dǎo)體區(qū)是希望的，但其并不是成功實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所需要的。
參照?qǐng)D8，在一個(gè)備選實(shí)施例中，白色元件18排列在像素10中心的附近。每個(gè)像素10都包括按常規(guī)排列的紅色12、綠色14和藍(lán)色16元件，只是中心元件14較小。附加元件18放置在中心元件的下面(或上面)。因?yàn)榘坠庠苡行У匕l(fā)射出白光，否則白光需要三色元件一起發(fā)射光才能形成，所以定位白光元件以使發(fā)射的白光位于所有三色元件中心的附近以提供與色條排列的兼容性。
參照?qǐng)D18，一種布局模式被示出，圖8說明的白色發(fā)光元件18和綠色發(fā)光元件14排列成單條的布置圖樣。上述任何電路布置的例子都可驅(qū)動(dòng)該排列。圖18示出的實(shí)施例表示一排中每個(gè)像素有兩個(gè)電源線的系統(tǒng)。當(dāng)排列使得發(fā)光元件14和18形成一條時(shí)，對(duì)于發(fā)光元件18來說，在元件間電介質(zhì)層中只需要一個(gè)單孔190d。
該顯示裝置能夠呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)三色紅、綠、藍(lán)OLED顯示器件所呈現(xiàn)的全部顏色。白色OLED18的設(shè)計(jì)與顯示裝置白點(diǎn)匹配。在該實(shí)施例中，用于驅(qū)動(dòng)該顯示的信號(hào)處理器可能被設(shè)計(jì)成允許任何灰度值，包括白色，其通常使用組合紅12、綠14和藍(lán)16彩色OLED呈現(xiàn)出，這和先前主要通過使用白色OLED18產(chǎn)生的效果應(yīng)一樣。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，白色OLED18的峰值亮度的設(shè)計(jì)與紅12、綠14和藍(lán)16 OLED的組合亮度匹配。即，在典型構(gòu)型中，現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)100cd/aq.m峰值亮度，當(dāng)紅12、綠14和藍(lán)16彩色OLED都呈現(xiàn)各自的最大亮度時(shí)，其將被設(shè)定以產(chǎn)生峰值亮度，并且白色OLED也可設(shè)計(jì)成提供該相同的峰值亮度。
但應(yīng)當(dāng)注意，在特定環(huán)境下可設(shè)計(jì)附加元件18的顏色，以提供彩點(diǎn)，該彩點(diǎn)不同于由紅色、綠色和藍(lán)色元件限定的色域之內(nèi)的顯示裝置的白點(diǎn)。例如通過將附加或“白色”元件18的顏色向色域元件之一的顏色偏移，設(shè)計(jì)師減少了顯示裝置對(duì)附加元件所偏移的色域元件的依賴。
同樣可根據(jù)包括較低值在內(nèi)的其他亮度值來設(shè)定附加元件的峰值亮度，例如組合色域元件的峰值亮度的半亮度值，這減少對(duì)附加元件的依賴，同時(shí)增加對(duì)色域元件的依賴。附加元件的峰值亮度也可設(shè)計(jì)成更高的值，例如是組合色域元件峰值亮度的一倍半。但是，該偏移可能導(dǎo)致色飽和度的損失，亮度的損失高，其飽和度的損失就高。
一旦顯示裝置設(shè)計(jì)成給每個(gè)元件提供恰當(dāng)亮度值，就可采用例如查表法的合適的方法將傳統(tǒng)的三信道數(shù)據(jù)信號(hào)變換成四信道數(shù)據(jù)信號(hào)。產(chǎn)生用于將三信道數(shù)據(jù)信號(hào)查表轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)具有四個(gè)或更多顏色信道的顯示裝置的方法已為本領(lǐng)域所熟知，例如在2000年6月13日發(fā)行的Ryan發(fā)明的US6,075,414便提供了這樣一種方法。作為選擇，可使用特定于該轉(zhuǎn)換的算法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換。
因?yàn)閺娜剿纳霓D(zhuǎn)換具有不確定性，(即，在轉(zhuǎn)換規(guī)格中許多顏色能由單獨(dú)的色域元件組合或與附加元件的許多組合之一產(chǎn)生)，所以可能產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)換。但通過選擇附加元件的峰值亮度以匹配色域元件的組合峰值亮度，在保持所有顏色的飽和度的同時(shí)，執(zhí)行變換以使附加元件為每個(gè)元件提供盡可能高的亮度是可行的。該方法可提供本發(fā)明可能的最大節(jié)省能量的模式。
還可以實(shí)施本發(fā)明的其他各種實(shí)施方案。第二種特別有用的實(shí)施方案包括使用可提供多種顏色的摻雜的若干不同的OLED材料。例如紅色12、綠色14、藍(lán)色16和白色18 OLED可由產(chǎn)生不同顏色的OLED的摻雜的不同OLED材料組成。參照?qǐng)D10，在該實(shí)施方案中，在每個(gè)第一電極22-28上形成不同的有機(jī)發(fā)光二極管材料層62-68。第二電極形成在有機(jī)發(fā)光二極管材料62-68上。每個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管材料(例如62、64、66和68)由空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層和電子傳輸層形成，下面將詳細(xì)描述。
在該實(shí)施方案中，選擇有機(jī)發(fā)光二極管材料疊層中的發(fā)光層和其他潛在層來提供紅色、綠色、藍(lán)色和白色發(fā)光元件。一種發(fā)光二極管材料62主要發(fā)射可見光譜中的長(zhǎng)波長(zhǎng)光或紅光部分。第二發(fā)光二極管材料64主要發(fā)射可見光譜中的中波長(zhǎng)光或綠光部分。第三發(fā)光二極管材料66主要發(fā)射可見光譜中的短波長(zhǎng)光或藍(lán)光部分。最后，第四發(fā)光二極管材料68發(fā)射寬范圍波長(zhǎng)的光，并產(chǎn)生白色OLED。這樣，四種不同材料形成了包括紅色、綠色、藍(lán)色和白色OLED的四OLED顯示裝置。
在實(shí)施過程中，產(chǎn)生不同顏色的用被摻雜的材料形成的OLED可能具有顯著不同的發(fā)光效率，并因此選擇具有色度坐標(biāo)向最低功率效率的OLED的色度坐標(biāo)偏移的白色OLED可能是希望的。通過這樣選擇白色OLED的色度坐標(biāo)，最低功率效率的元件常被白色OLED代替，以減少總體能量的使用。
此外，在該實(shí)施過程中，不同的OLED可能需要以不同電平驅(qū)動(dòng)來產(chǎn)生色平衡的顯示。認(rèn)識(shí)到OLED材料的穩(wěn)定性與用于驅(qū)動(dòng)OLED的電流密度成反比是很重要的。OLED的壽命受穩(wěn)定性(即，用于驅(qū)動(dòng)OLED的電流密度)影響，因此，用較高電流密度驅(qū)動(dòng)某些元件的需求將縮短給定顏色的OLED的壽命。此外用于產(chǎn)出不同顏色的摻雜OLED材料通常具有不同的亮度穩(wěn)定性。即，隨著時(shí)間的變化，對(duì)于不同材料來說，其產(chǎn)生的亮度輸出的變化是不同的?？紤]到這個(gè)問題，白色OLED采用的材料的色度坐標(biāo)位置不是靠近于其他色域限定的OLED而是更靠近于最短亮度穩(wěn)定性O(shè)LED的材料。根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來定位白色OLED總體上減少了其最接近的色域限定OLED的使用并延長(zhǎng)了其壽命。
在上述實(shí)施方案中，由于附加元件比色域元件有顯著更高的效率，所以驅(qū)動(dòng)附加元件所需的電流密度和能量比色域元件所需的明顯更低，注意到這點(diǎn)是非常重要的。隨著時(shí)間的變化，用于組成發(fā)光元件的材料的亮度穩(wěn)定性通常通過完全非線性函數(shù)與驅(qū)動(dòng)元件的電流密度相關(guān)聯(lián)，其中，驅(qū)動(dòng)電流很大時(shí)，隨著時(shí)間的變化，材料的亮度穩(wěn)定性會(huì)非常的差，注意這一點(diǎn)也是重要的。實(shí)際上，用于描述該關(guān)系的函數(shù)通?？梢悦枋鰹橹笖?shù)函數(shù)。由于這個(gè)原因，驅(qū)動(dòng)任何電流密度大于給定閾值的元件是很不理想的，因?yàn)樵谟蛑堤庪S時(shí)間變化的亮度穩(wěn)定性函數(shù)曲線將特別的陡。同時(shí)，可能希望實(shí)現(xiàn)通常要求色域元件被驅(qū)動(dòng)到該電流密度的最大顯示亮度值。
在迄今為止所述的實(shí)施方案中，各種發(fā)光元件具有不同的效率和壽命。為了對(duì)于各種應(yīng)用優(yōu)化顯示器件，可以使用不同尺寸的元件。例如，在黑白色用途為主的應(yīng)用中，附加白色OLED元件可增加尺寸。同樣應(yīng)該意識(shí)到，因?yàn)楦郊釉a(chǎn)生的亮度量可被控制，所以可理想地改變其相對(duì)尺寸。2002年4月2日授權(quán)的Yamada的US6,366,025中描述了考慮到發(fā)光元件的不同發(fā)射效率和亮度比，而具有不同面積的紅、綠和藍(lán)發(fā)光元件的電致發(fā)光彩色顯示器件。由Yamada描述的該原理能被應(yīng)用到本發(fā)明的顯示器件上。參照?qǐng)D9，示出了具有由預(yù)期的能量用量、效率和壽命所決定的不同面積的元件的顯示裝置。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明可應(yīng)用于包括由小分子或聚合OLED組成的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的器件，其被1988年9月6日授權(quán)的Tang等人的US4,769,292和1991年10月29日授權(quán)的VanSlyke等人的US5,061,569所公開但并不僅限于此。有機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置的許多組合和變化都可用于制造這樣的器件。
本發(fā)明可應(yīng)用于大部分OLED器件構(gòu)型。這些構(gòu)型包括由單一陽極和陰極組成的很簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，直至例如具有形成像素的陽極和陰極的正交陣列的無源矩陣顯示裝置和每個(gè)像素用薄膜晶體管(TFT)單獨(dú)控制的有源矩陣顯示裝置的非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
有許多可以成功實(shí)施本發(fā)明的有機(jī)層構(gòu)型。圖19示出一種典型結(jié)構(gòu)，其由基底701、陽極703、空穴注入層705、空穴傳輸層707、發(fā)光層709、電子傳輸層711和陰極713組成。下面將詳細(xì)描述這些層。應(yīng)當(dāng)注意，作為選擇，基底可定位與陰極鄰接，或者基底可直接構(gòu)成陽極或陰極。在陽極和陰極間的有機(jī)層被方便地稱為有機(jī)EL元件。有機(jī)層全部組合的厚度優(yōu)選小于500nm。
OLED的陽極和陰極經(jīng)電導(dǎo)體860連接到電壓/電流源850。通過在陽極和陰極間施加電壓使得陽極比陰極處于更高的正電勢(shì)，可以操作OLED。使空穴從陽極注入到有機(jī)EL元件中，電子在陽極處注入到有機(jī)EL元件上。當(dāng)OLED在AC模式下操作時(shí)，有時(shí)能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的器件穩(wěn)定性。在AC模式中對(duì)于一些循環(huán)周期，電壓偏置被反向且沒有電流流過。US5,552,678描述了AC驅(qū)動(dòng)OLED的一個(gè)例子。
本發(fā)明OLED裝置通常提供在支撐基底上，其中陽極或陰極可以與基底接觸。與基底接觸的電極被方便地稱為底部電極。按照常規(guī)，底部電極是陽極，但本發(fā)明并不被限于該構(gòu)型?；卓梢允峭该鞯幕蚴遣煌该鞯?。在基底是透明的情況下，使用反射或吸收層來反射或吸收經(jīng)由覆蓋層的光，因此可改善顯示器的對(duì)比度?；装úＡА⑺芰?、半導(dǎo)體材料、硅、陶瓷和電路板材料，但并不僅限于此。當(dāng)然，必須提供可透光的頂部電極。
當(dāng)通過陽極703觀察EL發(fā)射時(shí)，陽極應(yīng)該是對(duì)所關(guān)注的發(fā)射光透明或基本透明的。用于本發(fā)明的常見透明陽極材料有銦—錫氧化物(ITO)、銦—鋅氧化物(IZO)和氧化錫和其他金屬氧化物，包括摻雜鋁或銦的氧化鋅、鎂—銦氧化物和鎳—鎢氧化物的材料，但不僅限于此。除了這些氧化物、例如氮化鎵的金屬氮化物、例如硒化鋅的金屬硒化物和例如硫化鋅的金屬硫化物都可用作陽極。對(duì)于只通過陰電極觀察EL發(fā)射的應(yīng)用，陽極的透射特性是不重要的，并且可以使用任何透明、不透明或反射的導(dǎo)電材料。本發(fā)明所用導(dǎo)體的例子包括金、銥、鉬、鈀和鉑，但不僅限于此。透明或不透明的典型的陽極材料具有4.1eV或更大的功函數(shù)。理想的陽極材料通?？梢杂衫缯翦?、濺射、化學(xué)氣相沉積或電化學(xué)方法的任何適當(dāng)?shù)姆椒ǔ练e。陽極可使用公知的光刻處理構(gòu)圖。任選地，陽極可在涂敷其他層之前拋光以減小表面粗糙度，從而減少短路或增強(qiáng)反射率。
雖然并不總是必需的，但是在陽極703與空穴傳輸層707之間提供空穴注入層通常是有用的。空穴注入材料可以用來改善后續(xù)有機(jī)層的成膜性能并促進(jìn)空穴注入到空穴傳輸層中。用在空穴注入層中的合適材料包括但不限于在US-A-4,720,432中所述的卟啉化合物，和在US-A-6,208,075中描述的等離子沉積的碳氟聚合物，以及某些芳香胺，例如m-MTDATA(4，4’，4”-三[(3-甲基氨基)苯基氨基]三苯基胺)。已經(jīng)報(bào)道用于有機(jī)EL器件中的替代空穴注入材料描述在EP0 891 121 A1和EP 1 029 909 A1中。
空穴傳輸層707含有至少一種空穴傳輸化合物如芳族叔胺，其中，后者被理解為是含有至少一個(gè)只結(jié)合到碳上的三價(jià)氮原子的化合物，且其中至少之一為芳環(huán)的組元。在一種形式中，芳族叔胺可以是芳基胺如一芳基胺、二芳基胺、三芳基胺、或聚合芳基胺。典型的單體三芳基胺由Klupfel等的US 3,180,730說明。用一個(gè)或多個(gè)乙烯基取代的和/或包含至少一個(gè)活性含氫基團(tuán)的其它合適的三芳基胺由Brantley等的US 3,567,450和US 3,658,520公開。
芳族叔胺的一個(gè)更優(yōu)選類型是包括至少兩個(gè)芳族叔胺部分的那些，如US4,720,432和US 5,061,569中所述?？昭▊鬏攲涌梢杂蓡我环甲迨灏坊衔锘蚱浠旌衔飿?gòu)成。有用的芳族叔胺的實(shí)例如下1，1-雙(4-二-對(duì)甲苯基氨基苯基)環(huán)己烷1，1-雙(4-二-對(duì)甲苯基氨基苯基)-4-苯基環(huán)己烷4，4’-雙(二苯基氨基)四聯(lián)苯雙(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)-苯基甲烷N，N，N-三(對(duì)甲苯基)胺4-(二-對(duì)甲苯基氨基)-4’-[4-(二-對(duì)甲苯基氨基)-苯乙烯基]茋N，N，N’，N’-四-對(duì)甲苯基-4，4’-二氨基聯(lián)苯N，N，N’，N’-四苯基-4，4’-二氨基聯(lián)苯N，N，N’，N’-四-1-萘基-4，4’-二氨基聯(lián)苯N，N，N’，N’-四-2-萘基-4，4’-二氨基聯(lián)苯N-苯基咔唑4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯
4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]聯(lián)苯4，4”-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]對(duì)三聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(3-苊基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯1，5-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘4，4’-雙[N-(9-蒽基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4”-雙[N-(1-蒽基)-N-苯基氨基]對(duì)三聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-菲基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(8-氟代蒽基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-并四苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-苝基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯4，4’-雙[N-(2-暈苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯2，6-雙(二對(duì)甲苯基氨基)萘2，6-雙[二-(1-萘基)氨基]萘2，6-雙[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘N，N，N’，N’-四(2-萘基)-4，4”-二氨基-對(duì)三聯(lián)苯4，4’-雙{N-苯基-N-[4-(1-萘基)-苯基]氨基}聯(lián)苯4，4’-雙[N-苯基N-(2-芘基)氨基]聯(lián)苯2，6-雙[N，N-二(2-萘基)氨基]芴1，5-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘4，4’，4”-三[(3-甲基苯基)苯基氨基]三苯基胺另一類有用的空穴傳輸材料包括多環(huán)芳族化合物，如EP 1 009 041中所述?？梢允褂镁哂袃蓚€(gè)以上胺基團(tuán)的叔芳族胺，包括低聚材料。此外，還可以使用聚合空穴傳輸材料，如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺，以及共聚物如聚(3，4-亞乙基二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)，也稱為PEDOT/PSS。
如在US 4,769,292和US 5,935,721中更充分描述的，有機(jī)EL元件的發(fā)光層包含其中由于在該區(qū)域的電子-空穴對(duì)復(fù)合產(chǎn)生電致發(fā)光的發(fā)光材料或熒光材料。發(fā)光層可以由單一材料構(gòu)成，但是更常見由用客體化合物或多種化合物摻雜的主體材料組成，其中發(fā)光主要來自摻雜劑并且可以具有任何顏色。發(fā)光層中的主體材料可以是如下所定義的電子傳輸材料、如上所定義的空穴傳輸材料或支持空穴-電子復(fù)合的另一種材料或材料組合。摻雜劑通常選自高熒光染料，但是磷光化合物，例如WO 98/55561、WO 00/18851、WO 00/57676和WO00/70655中所述的過渡金屬配合物也是可用的。摻雜劑通常按0.01-10重量％涂布到主體材料中。聚合物材料如聚芴和聚乙烯基亞芳基(例如聚[對(duì)亞苯基亞乙烯基]，PPV)也可以用作主體材料。在這種情況下，小分子摻雜劑可以以分子狀態(tài)分散在聚合物主體中或者可以通過共聚少量組分進(jìn)入主體聚合物中而加入摻雜劑。
選擇染料作為摻雜劑的一個(gè)重要關(guān)系是帶隙勢(shì)差的比較。對(duì)于從主體到摻雜劑分子的有效能量傳遞，必要的條件是摻雜劑的帶隙小于主體材料的帶隙。對(duì)于磷光發(fā)射體，還重要的是主體的主體三重能級(jí)(triplet energy level)足夠高，能夠進(jìn)行從主體到摻雜劑的能量轉(zhuǎn)移。
已知有用的主體和和發(fā)射分子包括但不限于在US-A-4,768,292、US-A-5,141,671、US-A-5,150,006、US-A-5,151,629、US-A-5,405,709、US-A-5,484,922、US-A-5,593,788、US-A-5,645,948、US-A-5,683,823、US-A-5,755,999、US-A-5,928,802、US-A-5,935,720、US-A-5,935,721和US-A-6,020,078中所公開的那些。
8-羥基喹啉(喔星)的金屬配合物和類似的衍生物構(gòu)成一類能夠支持電致發(fā)光的有用的主體化合物。有用的螯合喹啉醇鹽(oxinoid)化合物舉例說明如下CO-1三喔星鋁[別名，三(8-喹啉醇合)鋁(III)]CO-2二喔星鎂[別名，二(8-喹啉醇合)鎂(II)]CO-3雙[苯并{f}-8-喹啉醇合]鋅(II)CO-4雙(2-甲基-8-喹啉醇合)鋁(III)-μ-氧-雙(2-甲基-8-喹啉醇合)鋁(III)CO-5三喔星銦[別名，三(8-喹啉醇合)銦]CO-6三(5-甲基喔星)鋁[別名，三(5-甲基-8-喹啉醇合)鋁]CO-7喔星鋰[別名，(8-喹啉醇合)鋰(I)]CO-8喔星鎵[別名，三(8-喹啉醇合)鎵(III)]CO-9喔星鋯[別名，四(8-喹啉醇合)鋯(IV)]其它類型的有用的主體材料包括但不限于蒽的衍生物如9，10-二-(2-萘基)蒽及其衍生物，如US-A-5,935,721中所述，二苯乙烯基亞芳基衍生物，如US-A-5,121,029中所述，和吲哚如2，2’，2”-(1，3，5-亞苯基)三[1-苯基-1H苯并咪唑]。咔唑衍生物對(duì)于磷光發(fā)射體是特別有用的主體。
有用的熒光摻雜劑包括但不限于蒽、并四苯、氧雜蒽、二萘嵌苯、紅熒烯、香豆素、若丹明、和喹吖二酮、二氰基亞甲基吡喃化合物、噻喃化合物、聚甲川化合物、pyrilium和thiapyrilium化合物、芴衍生物、periflanthene衍生物、茚并二萘嵌苯衍生物、雙(吖嗪基)胺硼化合物、雙(吖嗪基)甲烷化合物、和carbostyryl化合物。
用于在本發(fā)明的有機(jī)EL單元中形成電子傳輸層711的優(yōu)選薄膜形成材料是金屬螯合8-羥基喹啉醇鹽化合物，包括喔星(通常還稱為8-喹啉醇或8-羥基喹啉)自身的螯合物。這樣的化合物有助于注入和傳輸電子，并且都表現(xiàn)出高性能，并且容易以薄膜形式制備。示例性的8-喹啉醇鹽化合物如前所列。
其它電子傳輸材料包括各種丁二烯衍生物，如US-A-4,356,429中所公開的，和各種雜環(huán)熒光增白劑，如US-A-4,539,507中所公開的。吲哚和三嗪也是有用的電子傳輸材料。
當(dāng)僅通過陽極觀察光發(fā)射時(shí)，本發(fā)明中所用的陰極113可以由幾乎任何導(dǎo)電材料構(gòu)成。理想的材料具有良好的成膜性能，以保證與下面的有機(jī)層的良好接觸，促進(jìn)低壓下的電子注入，并且具有良好的穩(wěn)定性。有用的陰極材料通常含有低功函數(shù)金屬(＜4.0電子伏特)或金屬合金。一種優(yōu)選的陰極材料由Mg:Ag合金構(gòu)成，其中，銀的百分比在1-20％范圍內(nèi)，如US-A-4,885,221中所述。另一合適類型的陰極材料包括包含用導(dǎo)電金屬厚層覆蓋的與有機(jī)層(例如ETL)接觸的薄電子注入層(EIL)的雙層。這里，EIL優(yōu)選包括低功函數(shù)金屬或金屬鹽，如果這樣，較厚的覆蓋層不必具有低功函數(shù)。一種這樣的陰極由LiF薄層構(gòu)成，然后是Al厚層，如在US-A-5,677,572中所述的。其它有用的陰極材料組包括但不限于在US-A-5,059,861、US-A-5,059,862和US-A-6,140,763中所公開的那些。
當(dāng)通過陰極觀察光發(fā)射時(shí)，陰極必須是透明的或接近透明的。對(duì)于這樣的用途，金屬必需薄或者必須使用透明的導(dǎo)電氧化物，或者這些材料的組合。光學(xué)透明的陰極已經(jīng)更詳細(xì)描述在US-A-4,885,211、US-A-5,247,190、US-A-5,703,436、US-A-5,608,287、US-A-5,837,391、US-A-5,677,572、US-A-5,776,622、US-A-5,714,838、US-A-5,969,474、US-A-739,545、US-A-5,981,306、US-A-6,137,223、US-A-6,140,763、US-A-172,459、US-A-6,278,236、US-A-6,284,393、JP 3,234,963和EP 1 076 368中。陰極材料可以通過熱蒸鍍、電子束蒸鍍、離子濺射或化學(xué)氣相沉積來沉積。當(dāng)需要時(shí)，可以通過許多眾所周知的方法產(chǎn)生圖案，這些方法包括但不限于通過掩模沉積、如在US 5,276,380和EP 0 732 868中所述的整體蔭罩(shadow masking)板、激光燒蝕和選擇性化學(xué)氣相沉積。
在某些情況下，層709和711可以任選壓縮成單層，其用于支持發(fā)光和電子傳輸?shù)淖饔谩１绢I(lǐng)域中還已知可以向空穴傳輸層中加入發(fā)光摻雜劑，空穴傳輸層可以用作主體?？梢韵蛞粋€(gè)或多個(gè)層中加入多種摻雜劑，以便產(chǎn)生發(fā)白光的OLED，例如通過組合發(fā)藍(lán)光和發(fā)黃光的材料、組合發(fā)青色光和發(fā)紅光的材料、或組合發(fā)紅光、發(fā)綠光和發(fā)藍(lán)光的材料。發(fā)白光器件描述在例如US-A-5,683,823、US-A-5,503,910、US-A-5,405,709、US-A-5,283,182、EP 1 187 235和EP 1 182 244中。
如本領(lǐng)域中所教導(dǎo)的諸如電子或空穴阻擋層的附加層可以在本發(fā)明的器件中采用?？昭ㄗ钃鯇油ǔＳ脕砀纳屏坠獍l(fā)光體器件的效率，例如在US20020015859中所述。
本發(fā)明可以用在所述堆疊器件結(jié)構(gòu)中，例如US 5,703,436和US 6,337,492中所述。
上述有機(jī)材料合適地通過氣相法來沉積，如熱蒸鍍，但是可以從具有任選粘合劑的溶液中沉積，以改進(jìn)成膜。如果該材料是聚合物，溶劑沉積是有用的，但是可以使用其它方法如濺射或來自供體板的熱轉(zhuǎn)印。通過熱蒸鍍沉積的材料可以從蒸發(fā)“舟”中蒸發(fā)，所述“舟”常常由鉭材料構(gòu)成，例如在US 6,237,529中所述，或者可以先涂敷在供體板上，然后更靠近基片附近升華。具有這些材料的混合物的層可以利用分開的蒸發(fā)舟，或者這些材料可以預(yù)先混合并從單一的舟或供體板上涂敷。使用蔭罩板(shadow mask)、整體蔭罩板(US 5,294,870)、來自供體板的空間限定的熱染料傳遞(US 5,688,551、US 5,851,709和US6,066,357)和噴墨方法(US 6,066,357)可以獲得有圖案的沉積。
大多數(shù)OLED器件對(duì)于濕度或氧氣或二者是敏感的，所以，把它們與干燥劑一起共同密封在惰性氣氛如氮?dú)饣驓鍤庵校龈稍飫┤缪趸X、鋁礬土、硫酸鈣、粘土、硅膠、沸石、堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、硫酸鹽或金屬鹵化物和高氯酸鹽。包封和干燥的方法包括但不限于在US 6,226,890中所述的那些。此外，諸如SiOx、Teflon和交替的無機(jī)/聚合物層的阻擋層在本領(lǐng)域中已知用于包封。
本發(fā)明的OLED器件可以利用各種已知的光學(xué)效應(yīng)，以便根據(jù)要求提高其性能。這包括優(yōu)化層厚來產(chǎn)生最大的光輸出，提供電介質(zhì)反射鏡結(jié)構(gòu)，用光吸收電極代替反射性電極，在顯示器上提供防眩光或防反射涂層，在顯示器上提供偏振介質(zhì)，或者提供有色的、中性密度(density)，或在顯示器上提供顏色轉(zhuǎn)換濾光片。濾光片、偏振器和防眩光或防反射涂層可以具體提供在覆蓋層上或作為覆蓋層的一部分。
權(quán)利要求
1.一種彩色OLED顯示裝置，其包括a)發(fā)光OLED像素陣列，其中每個(gè)像素具有用于發(fā)射指定色域的不同顏色光的三個(gè)或更多的色域元件和至少一個(gè)用于發(fā)射在色域內(nèi)的顏色光的附加元件，其中附加元件的功率效率要高于三個(gè)或更多色域元件中的至少一個(gè)的功率效率；b)其中用于顯示每個(gè)顏色的所有色域元件在第一方向上排列成一直線，以使在該直線上沒有不同顏色的色域元件；c)其中彩色色域元件在與第一方向正交的第二方向上排列成一直線，以使色域元件的顏色在該直線上交替；并且d)其中附加元件在第一和第二方向均排列成一直線。
全文摘要
彩色OLED顯示裝置包括發(fā)光OLED像素陣列，其中每個(gè)像素具有用于發(fā)射指定色域的不同顏色光的三個(gè)或更多的色域元件和至少一個(gè)用于發(fā)射在色域內(nèi)的顏色光的附加元件，其中附加元件的功率效率高于三個(gè)或更多色域元件中的至少一個(gè)；其中用于顯示每個(gè)顏色的所有色域元件在第一方向上排列成一直線，以使在該直線上沒有不同顏色的色域元件；其中彩色色域元件在與第一方向正交的第二方向上排列成一直線，以使色域元件的顏色在該直線上交替變化；并且其中附加元件在第一和第二方向均排列成一直線。
文檔編號(hào)H01L51/50GK1551383SQ20041003529
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者R·S·科克, A·D·阿諾, D·溫特爾斯, R S 科克, 囟, 阿諾 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司