專利名稱：顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
已對(duì)于下一代顯示設(shè)備提出有機(jī)電致發(fā)光(EL)元件，并且當(dāng)前正在對(duì)其進(jìn)行積極的開(kāi)發(fā)。有機(jī)EL元件是這樣的電子元件，即當(dāng)從陽(yáng)極和陰極分別注入的空穴和電子在發(fā)光層中彼此再結(jié)合時(shí)該電子元件發(fā)光。因此，再結(jié)合電流與總電流的比(即，載流子平衡因子)對(duì)于提高有機(jī)EL元件的發(fā)光效率是重要的。為了增大載流子平衡因子，需要優(yōu)化發(fā)光層中的再結(jié)合過(guò)程，并且還需要優(yōu)化電荷從電極到發(fā)光層的注入或傳輸過(guò)程。在均輸出多種發(fā)光顏色(luminescent color)的有機(jī)EL陣列中，從電極移動(dòng)到發(fā)光層的電荷的遷移率(即，必要的導(dǎo)電率)通常取決于發(fā)光顏色。這是由于發(fā)光層的材料性質(zhì)(諸如能帶隙和遷移率)以及用于增加提取效率的電荷傳輸層的最佳厚度取決于發(fā)光顏色。因此，當(dāng)電荷傳輸層由相同材料制成時(shí)，難以對(duì)于各發(fā)光顏色實(shí)現(xiàn)高的載流子平衡。由摻雜了施主(donor)或受主(acceptor)摻雜劑的電荷傳輸材料制成的共沉積膜有時(shí)被用作電荷傳輸層。因?yàn)楣渤练e膜的體導(dǎo)電率以及結(jié)界面的電荷注入性質(zhì)由于主體 (host)(電荷傳輸材料)和摻雜劑之間的電荷轉(zhuǎn)移而增加，共沉積膜的驅(qū)動(dòng)電壓可減小。包含摻雜劑的共沉積膜具有可以通過(guò)改變摻雜劑的濃度控制共沉積膜的導(dǎo)電率的優(yōu)點(diǎn)。如日本專利特開(kāi)No. 2004-119201中公開(kāi)的，已經(jīng)嘗試以優(yōu)化各發(fā)光顏色中的摻雜劑的濃度的方式解決上述問(wèn)題。在日本專利特開(kāi)No. 2004-119201公開(kāi)的顯示設(shè)備中，元件通過(guò)分隔部被隔離，并且因此包括電荷傳輸層的所有層對(duì)于各發(fā)光顏色被構(gòu)圖。如果由于沉積掩膜的未對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生沉積失敗，基板電極不能被諸如發(fā)光層的低導(dǎo)電率層充分地覆蓋，并且因此陽(yáng)極和陰極被短路。也就是說(shuō)，用于通過(guò)對(duì)各發(fā)光顏色構(gòu)圖來(lái)形成電荷傳輸層的常規(guī)技術(shù)導(dǎo)致失敗的有機(jī)EL元件數(shù)量增加。這可能導(dǎo)致生產(chǎn)率顯著降低。已知一種用于沿基板的面內(nèi)方向在基板上連續(xù)提供電荷傳輸材料的技術(shù)，以便防止由于沉積失敗引起的短路。一般地，這種技術(shù)中使用的電荷傳輸材料可以具有低的導(dǎo)電率。這是由于可以防止在沉積失敗位置處產(chǎn)生的短路電流在陽(yáng)極和陰極之間流動(dòng)，并且可以有效地防止工作元件和與其相鄰的元件之間的非預(yù)期電連接、即并排串?dāng)_。然而，使用具有低導(dǎo)電率的電荷傳輸材料引起了難以為各發(fā)光顏色實(shí)現(xiàn)高的載流子平衡的問(wèn)題。由于與電荷傳輸層相比注入性質(zhì)較低，存在電荷傳輸層的厚度的增加使得發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓增加的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各方面提供了這樣的顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備具有對(duì)于各發(fā)光顏色的高發(fā)光效率和低驅(qū)動(dòng)電壓，并且在該顯示設(shè)備中防止了短路和并排串?dāng)_。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備包括第一有機(jī)電致發(fā)光元件；和第二有機(jī)電致發(fā)光元件，所述第二有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)射的顏色不同于第一有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)射的顏色；其中第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件中的每一個(gè)按順序包括第一電極、包含電荷傳輸材料和摻雜劑材料的第一電荷傳輸層、包含電荷傳輸材料和摻雜劑材料的第二電荷傳輸層、發(fā)光層和第二電極；第一電荷傳輸層是第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件共用的，并且具有均勻的厚度；第一有機(jī)電致發(fā)光元件的第二電荷傳輸層的厚度與第二有機(jī)電致發(fā)光元件的第二電荷傳輸層的厚度不同；以及第一電荷傳輸層中的摻雜劑材料的濃度小于第二電荷傳輸層中的摻雜劑材料的濃度。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備包括第一有機(jī)電致發(fā)光元件；和第二有機(jī)電致發(fā)光元件，所述第二有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)射的顏色和第一有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)射的顏色不同；其中第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件中的每一個(gè)按順序包括第一電極、包含電荷傳輸材料而不包含摻雜劑材料的第一電荷傳輸層、包含電荷傳輸材料和摻雜劑材料的第二電荷傳輸層、發(fā)光層和第二電極；第一電荷傳輸層是第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件共用的，并且具有均勻的厚度；以及第一有機(jī)電致發(fā)光元件的第二電荷傳輸層的厚度與第二有機(jī)電致發(fā)光元件的第二電荷傳輸層的厚度不同。根據(jù)本發(fā)明的各方面，可提供如下設(shè)備具有對(duì)于各發(fā)光顏色的高發(fā)光效率和低驅(qū)動(dòng)電壓、并且在其中防止了短路和并排串?dāng)_的顯示設(shè)備。從參考附圖對(duì)示例實(shí)施例的下列描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備的示意截面圖；圖2是圖1所示的顯示設(shè)備的示意平面圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備包括基板、第一有機(jī)EL元件以及第二有機(jī) EL元件，第一和第二有機(jī)EL元件被布置在該基板上。第一有機(jī)EL元件的發(fā)光顏色不同于第二有機(jī)EL元件的發(fā)光顏色。布置在基板上的有機(jī)EL元件的類型的數(shù)目不限于2個(gè)。下列元件可被布置在基板上具有與第一或第二有機(jī)EL元件的發(fā)光顏色不同的發(fā)光顏色的另一有機(jī)EL元件(諸如第三有機(jī)EL元件或第四有機(jī)EL元件)。在這個(gè)實(shí)施例中，第一和第二有機(jī)EL元件中的每一個(gè)按順序包括第一電極、第一電荷傳輸層、第二電荷傳輸層、發(fā)光層和第二電極。第一電荷傳輸層是第一和第二有機(jī)EL 元件共用的，并且包含電荷傳輸材料和摻雜劑。第一有機(jī)EL元件的第二電荷傳輸層的厚度與第二有機(jī)EL元件的第二電荷傳輸層的厚度不同。第二電荷傳輸層以及第一電荷傳輸層包含電荷傳輸材料和摻雜劑。在這個(gè)實(shí)施例中，第一電荷傳輸層中的摻雜劑的濃度小于第二電荷傳輸層中的摻雜劑的濃度。下面參考附圖詳細(xì)描述該顯示設(shè)備。圖1是顯示設(shè)備的示意截面圖。圖2是該顯示設(shè)備的示意平面圖。參考圖2，該顯示設(shè)備包括顯示區(qū)域101，顯示區(qū)域101包括以矩陣圖案布置的多個(gè)像素100。每個(gè)像素 100包括作為發(fā)光元件的有機(jī)EL元件。沿著圖2的線I-I取得的截面圖相應(yīng)于圖1。
參考圖1，顯示設(shè)備1包括基板10和三種類型的有機(jī)EL元件第一有機(jī)EL元件 (R有機(jī)EL元件)2、第二有機(jī)EL元件(G有機(jī)EL元件)3和第三有機(jī)EL元件(B有機(jī)EL元件)4。第一到第三有機(jī)EL元件2到4布置在基板10上。第一到第三有機(jī)EL元件2到4中的每一個(gè)包括按以下順序布置在基板10上的下列電極和層(a)包括反射子電極21和透明子電極22的第一電極20，(b)第一電荷傳輸層31，(c)第二電荷傳輸層 32 (32R、32G 或 32B)，(d)發(fā)光層 40 (40R、40G、40B)，(e)第三電荷傳輸層50，和(f)第二電極 60。顯示設(shè)備1不限于上述配置。顯示設(shè)備1還可以包括例如布置在發(fā)光層40和第二電荷傳輸層32或第三電荷傳輸層50之間的或布置在第三電荷傳輸層50和第二電極60 之間的另一個(gè)電荷傳輸層。在顯示設(shè)備1中，第一、第二和第三電荷傳輸層31、32和50中的每一個(gè)取決于第一和第二電極20和60的性質(zhì)作為空穴或電子傳輸層。即，當(dāng)?shù)谝浑姌O20是陽(yáng)極并且第二電極60是陰極時(shí)，第一電荷傳輸層31和第二電荷傳輸層32用作空穴傳輸層，并且第三電荷傳輸層50用作電子傳輸層。當(dāng)?shù)谝浑姌O20是陰極并且第二電極60是陽(yáng)極時(shí)，第一電荷傳輸層31和第二電荷傳輸層32作為電子傳輸層，并且第三電荷傳輸層50作為空穴傳輸層。下面參考圖1描述構(gòu)成顯示設(shè)備1的層和構(gòu)件。在顯示設(shè)備1中使用的基板10的例子包括各種玻璃基板，諸如具有包括由諸如多晶硅(p-Si)或非晶硅(a-Si)的半導(dǎo)體制成的薄膜晶體管(TFT)的驅(qū)動(dòng)電路的玻璃基板、 具有形成在硅晶片上的驅(qū)動(dòng)電路的玻璃基板、以及其上具有驅(qū)動(dòng)電路的硅晶片。 包括在第一電極20中的反射子電極21可由高反射率材料制成。在使用第一電極 20作為陽(yáng)極的情況下，構(gòu)成反射子電極21的材料的例子包括金屬材料(諸如金、鉬、銀、鋁和鎂)以及金屬材料的合金?？紤]到空穴注入，透明子電極22布置在反射子電極21上，并且可由諸如銦錫氧化物或銦鋅氧化物的透明導(dǎo)電材料制成。在使用第一電極20作為陰極的情況下，可以取決于該金屬材料和合金的功函數(shù)使用該金屬材料和合金形成反射子電極 21。在該情況下，透明子電極22可以布置在反射子電極21上。在使用第一電極20作為陰極的情況下，可以使用諸如銦錫氧化物或銦鋅氧化物的透明導(dǎo)電材料形成透明子電極22。布置在第一電極20上的第一電荷傳輸層31在基板10的面內(nèi)方向上連續(xù)延伸。 即，第一電荷傳輸層31是第一到第三有機(jī)EL元件2到4共用的。第一電極20可被第一電荷傳輸層31充分覆蓋，并且因此可以防止在第一電極20和第二電極60之間發(fā)生由于沉積失敗引起的短路。第一電荷傳輸層31如上所述包含電荷傳輸材料和摻雜劑。第一電荷傳輸層31中的摻雜劑的濃度可被確定以使得第一電荷傳輸層31中的摻雜劑的濃度小于第二電荷傳輸層32(32R、32G或32B)中的摻雜劑的濃度，并且第一電荷傳輸層31具有高的電荷注入性質(zhì)和適合的體電阻。特別地，第一電荷傳輸層31中的摻雜劑的濃度為按重量計(jì)算或更少，諸如按重量計(jì)算0. 5%或更少。這允許顯示設(shè)備1具有低的驅(qū)動(dòng)電壓，并且還允許在沉積失敗位置處確保第一電極20和第二電極60之間的電阻。因此，可以防止在第一電極20和第二電極60之間發(fā)生短路。另外，可以有效地防止工作的有機(jī)EL元件和與其相鄰的元件電連接的并排串?dāng)_現(xiàn)象。在例如下列條件下，足以防止并排串?dāng)_的體電阻率是2. 5X IO4Qcm 或更?、诺谝浑姾蓚鬏攲?1的厚度為IOOnm ；(ii)像素大小為 100 μ mX 100 μ m ；(iii)像素間距離為10 μ m ；禾口(iV)對(duì)比度比為 500 I0第一電荷傳輸層31的最優(yōu)體電阻率取決于顯示設(shè)備1的設(shè)計(jì)和性質(zhì)(諸如層厚度、I-V特性和像素間距離)，并且因此可以取決于顯示設(shè)備1被確定。第二電荷傳輸層32(32R、32G和32B)分別布置在第一、第二和第三有機(jī)EL元件2、 3和4中，并且取決于第一、第二和第三有機(jī)EL元件2、3和4的發(fā)光顏色具有不同厚度。下面描述確定各第二電荷傳輸層32的厚度的方法。第二電荷傳輸層32以及第一電荷傳輸層31包含電荷傳輸材料和摻雜劑。第二電荷傳輸層32中的摻雜劑的濃度可被確定為使得第一到第三有機(jī)EL元件2到4中的每一個(gè)的效率和驅(qū)動(dòng)電壓被優(yōu)化。特別地，第二電荷傳輸層32中的摻雜劑的濃度可以是按重量計(jì)算3% 7%。當(dāng)?shù)诙姾蓚鬏攲?2具有增加的厚度時(shí)，出于防止驅(qū)動(dòng)電壓增加的目的，其摻雜劑濃度可被設(shè)置為高的值，從而獲得高的導(dǎo)電率。這確保了高發(fā)光效率和低驅(qū)動(dòng)電壓兩者。因此，第二電荷傳輸層32的摻雜劑濃度可以隨著第二電荷傳輸層32的厚度的增加而增加。 為了防止驅(qū)動(dòng)電壓由于不同材料之間的界面能量勢(shì)壘而增加，第一電荷傳輸層31 和第二電荷傳輸層32可由相同電荷傳輸材料(主體)制成。這允許僅通過(guò)摻雜劑濃度控制第一電荷傳輸層31和第二電荷傳輸層32的導(dǎo)電率，導(dǎo)致設(shè)備設(shè)計(jì)容易。除非在第一電荷傳輸層31和第二電荷傳輸層32之間的界面處發(fā)生電壓增加，否則包含在第一電荷傳輸層31中的電荷傳輸材料可與包含在第二電荷傳輸層32中的電荷傳輸材料不同。在該情況下，可以為第一電荷傳輸層31選擇具有良好的向第一電極20傳輸電荷的能力的材料，并且可以為第二電荷傳輸層32選擇具有良好的向發(fā)光層40注入電荷的能力的材料。這允許發(fā)光效率提高并且驅(qū)動(dòng)電壓減小。在顯示設(shè)備1中，當(dāng)?shù)谝浑姌O20是陽(yáng)極時(shí)，第一電荷傳輸層31是第一空穴傳輸層，并且第二電荷傳輸層32是第二空穴傳輸層。在該情況下，包含在第一和第二空穴傳輸層中的每一個(gè)中的電荷傳輸材料是空穴傳輸材料。包含在第一和第二空穴傳輸層中的每一個(gè)中的摻雜劑是受主摻雜劑(P型摻雜劑)。P型摻雜劑的例子包括高電子親和性材料，諸如日本專利No. 3571977中公開(kāi)的氰基有機(jī)化合物以及包括氧化釩、氧化鉬和氧化鎢的無(wú)機(jī)化合物?？昭▊鬏敳牧峡梢允且环N已知的材料。在顯示設(shè)備1中，當(dāng)?shù)谝浑姌O20是陰極時(shí)，第一電荷傳輸層31是第一電子傳輸層，并且第二電荷傳輸層32是第二電子傳輸層。在該情況下，包含在第一和第二電子傳輸層中的每一個(gè)中的電荷傳輸材料是電子傳輸材料。包含在第一和第二電子傳輸層中的每一個(gè)中的摻雜劑是施主摻雜劑(供電子摻雜劑)。電子傳輸材料的例子包括已知的電子傳輸有機(jī)材料，諸如鋁喹啉絡(luò)合物 (aluminum q uinolinol complex)禾口二氮雜菲化合物(phenanthroline compound)。為了增加第一和第二電子傳輸層的電子注入效率，可以使用低功函數(shù)金屬或其化合物作為施主摻雜劑(供電子摻雜劑)。低功函數(shù)金屬的例子包括堿金屬、堿土金屬和稀土金屬。特別地，由于堿金屬化合物在空氣中相對(duì)容易被處理，因此可以提供堿金屬化合物。 在堿金屬化合物之中，銫化合物可被提供。特別地，碳酸銫在空氣中是穩(wěn)定的，并且因此容易被處理。在顯示設(shè)備1中，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整第一電荷傳輸層31和第二電荷傳輸層32(32R、32G 和32B)中的每一個(gè)的厚度，以便增加第一到第三有機(jī)EL元件2到4的光提取效率。當(dāng)滿足下面的等式時(shí)，從發(fā)光層40發(fā)射的光和由反射子電極21反射的光之間的干涉最大
權(quán)利要求
1.一種顯示設(shè)備，包括 第一有機(jī)電致發(fā)光元件；和第二有機(jī)電致發(fā)光元件，所述第二有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)射的顏色不同于第一有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)射的顏色；其中第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件中的每一個(gè)按順序包括第一電極、包含電荷傳輸材料和摻雜劑材料的第一電荷傳輸層、包含電荷傳輸材料和摻雜劑材料的第二電荷傳輸層、發(fā)光層和第二電極；第一電荷傳輸層是第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件共用的，并且具有均勻的厚度；第一有機(jī)電致發(fā)光元件的第二電荷傳輸層的厚度與第二有機(jī)電致發(fā)光元件的第二電荷傳輸層的厚度不同；以及第一電荷傳輸層中的摻雜劑材料的濃度小于第二電荷傳輸層中的摻雜劑材料的濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中第二電荷傳輸層中的摻雜劑材料的濃度隨著第二電荷傳輸層的厚度的增加而增加。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中包含在第一電荷傳輸層中的電荷傳輸材料與包含在第二電荷傳輸層中的電荷傳輸材料相同。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件中的每一個(gè)滿足下列不等式
5.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中第一電極是陽(yáng)極，第二電極是陰極，第一電荷傳輸層是第一空穴傳輸層，第二電荷傳輸層是第二空穴傳輸層，摻雜劑材料是受主摻雜劑材料，并且第一電荷傳輸層中的電荷傳輸材料和第二電荷傳輸層中的電荷傳輸材料兩者都是空穴傳輸材料。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中第一電極是陰極，第二電極是陽(yáng)極，第一電荷傳輸層是第一電子傳輸層，第二電荷傳輸層是第二電子傳輸層，摻雜劑材料是施主摻雜劑材料，并且第一電荷傳輸層中的電荷傳輸材料和第二電荷傳輸層中的電荷傳輸材料兩者都是電子傳輸材料。
7.一種顯示設(shè)備，包括 第一有機(jī)電致發(fā)光元件；和第二有機(jī)電致發(fā)光元件，所述第二有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)射的顏色和第一有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)射的顏色不同；其中第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件中的每一個(gè)按順序包括第一電極、包含電荷傳輸材料而不包含摻雜劑材料的第一電荷傳輸層、包含電荷傳輸材料和摻雜劑材料的第二電荷傳輸層、發(fā)光層和第二電極；第一電荷傳輸層是第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件共用的，并且具有均勻的厚度；以及第一有機(jī)電致發(fā)光元件的第二電荷傳輸層的厚度與第二有機(jī)電致發(fā)光元件的第二電荷傳輸層的厚度不同。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示設(shè)備，其中第二電荷傳輸層中的摻雜劑材料的濃度隨著第二電荷傳輸層的厚度的增加而增加。
9.如權(quán)利要求7所述的顯示設(shè)備，其中包含在第一電荷傳輸層中的電荷傳輸材料與包含在第二電荷傳輸層中的電荷傳輸材料相同。
10.如權(quán)利要求7所述的顯示設(shè)備，其中第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件中的每一個(gè)滿足下列不等式
11.如權(quán)利要求7所述的顯示設(shè)備，其中第一電極是陽(yáng)極，第二電極是陰極，第一電荷傳輸層是第一空穴傳輸層，第二電荷傳輸層是第二空穴傳輸層，摻雜劑材料是受主摻雜劑材料，并且第一電荷傳輸層中的電荷傳輸材料和第二電荷傳輸層中的電荷傳輸材料兩者都是空穴傳輸材料。
12.如權(quán)利要求7所述的顯示設(shè)備，其中第一電極是陰極，第二電極是陽(yáng)極，第一電荷傳輸層是第一電子傳輸層，第二電荷傳輸層是第二電子傳輸層，摻雜劑材料是施主摻雜劑材料，并且第一電荷傳輸層中的電荷傳輸材料和第二電荷傳輸層中的電荷傳輸材料兩者都是電子傳輸材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備包括第一有機(jī)電致發(fā)光元件和第二有機(jī)電致發(fā)光元件。第一和第二有機(jī)電致發(fā)光元件具有不同的發(fā)光顏色。第一和第二有機(jī)電致發(fā)光元件中的每一個(gè)按順序包括第一電極、第一電荷傳輸層、第二電荷傳輸層、發(fā)光層和第二電極。第一電荷傳輸層是第一和第二有機(jī)電致發(fā)光元件共用的。第一有機(jī)電致發(fā)光元件的第二電荷傳輸層的厚度與第二有機(jī)電致發(fā)光元件的第二電荷傳輸層的厚度不同。第一電荷傳輸層中的摻雜劑材料的濃度低于第二電荷傳輸層中的摻雜劑材料的濃度。
文檔編號(hào)H01L27/32GK102270655SQ20111014399
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者梶本典史 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社