專利名稱：有機(jī)電致發(fā)光顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多個(gè)有機(jī)EL器件的有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器，每個(gè)有機(jī)EL 器件包括電極和電極之間的包括發(fā)光層的有機(jī)化合物層，并且特別涉及具有共振器結(jié)構(gòu) (resonator structure)的有機(jī) EL 顯不器。
背景技術(shù)：
有機(jī)EL顯示器是將多個(gè)有機(jī)EL器件例如以矩陣狀配置的顯示器。有機(jī)EL器件， 也稱為有機(jī)發(fā)光器件，具有在陽極和陰極之間保持包括發(fā)光層的有機(jī)化合物層的層疊結(jié)構(gòu)。當(dāng)電流流過有機(jī)化合物層時(shí)，從電極注入電子和空穴以生成激子。有機(jī)EL器件基于激子返回基態(tài)時(shí)發(fā)光的性質(zhì)。有機(jī)EL顯示器，由于它們自發(fā)光，因此具有高對(duì)比度并且薄，近來作為有前途的平板顯示器已受到關(guān)注并且已廣泛地開發(fā)。此外，有機(jī)EL顯示器適合視頻顯示，原因在于它們與液晶顯示器相比具有顯著高的響應(yīng)速度。對(duì)于有機(jī)EL顯示器和有機(jī)EL器件，已提出了各種技術(shù)，其中控制陽極和陰極之間的光學(xué)厚度以利用光學(xué)干涉來改善光輸出效率和色純度。日本專利公開No. 2000-323277提出了通過對(duì)于有機(jī)化合物材料層中的任何功能層設(shè)定對(duì)各發(fā)光色不同的厚度而提供具有高光輸出效率的有機(jī)EL顯示器的技術(shù)。此外，美國專利No.6，469，438提出了使用色度的極值使其色魯棒性(color robustness)改善的有機(jī)EL器件和該有機(jī)EL器件的制備方法。但是，在日本專利公開No. 2000-323277中公開的技術(shù)中，即使使一種顏色的副像素的發(fā)光效率(電流亮度效率)最大，也未必使白色顯示過程中通過所有副像素的總電流量最小。對(duì)于白色顯示，以預(yù)定的比例將紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)副像素打開；對(duì)于具有所需色度的白色的顯示必要的電流量隨副像素的有機(jī)EL器件正面方向所示的色度而變化。例如，在具有較高發(fā)光效率和較淺色度(較高CIEy)的藍(lán)色器件和具有較低發(fā)光效率和較深色度(較低CIEy)的藍(lán)色器件的情況下，盡管它們較高的發(fā)光效率，前者可能需要較大量的用于白色顯示的電流。因此，只通過發(fā)光效率未必能確定必要電流量。另一方面，根據(jù)美國專利No. 6，469，438中公開的技術(shù)，通過將副像素的有機(jī)EL器件的顏色設(shè)定為色度的極值，能夠制備色移較小的顯示器，但該顯示器具有較高的功率消耗(power consumption)0

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明方面的有機(jī)EL顯示器包括紅色、綠色和藍(lán)色副像素的多個(gè)有機(jī)EL器件，每個(gè)有機(jī)EL器件包括光輸出側(cè)的第一電極、與該第一電極相對(duì)的第二電極和它們之間的包括發(fā)光層的有機(jī)化合物層。該有機(jī)EL器件具有經(jīng)構(gòu)成以在比該有機(jī)化合物層更接近該第一電極的第一反射表面與比該有機(jī)化合物層更接近該第二電極的第二反射表面之間使從該發(fā)光層發(fā)出的光共振的共振器結(jié)構(gòu)。將該三色混合來顯示預(yù)定的白色，將各色的有機(jī)EL器件的發(fā)光層中的發(fā)光位置與該第二反射表面之間的光學(xué)距離設(shè)定在與必要電流密度對(duì)至少該光學(xué)距離的曲線的η次最小值(nth-order minimum)對(duì)應(yīng)的光學(xué)距離士 10% 內(nèi)。由以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施方案的說明，本發(fā)明進(jìn)一步的特征將變得清楚。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器的層疊結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是表示CIE色度坐標(biāo)的坐標(biāo)圖。圖3是表示發(fā)光層中的發(fā)光位置與第二反射表面之間的光學(xué)距離d變化的藍(lán)色副像素的有機(jī)EL器件的發(fā)光效率n(cd/A)的坐標(biāo)圖。圖4是表示發(fā)光層中的發(fā)光位置與第二反射表面之間的光學(xué)距離d變化的藍(lán)色副像素的有機(jī)EL器件的色度(CIEx)的坐標(biāo)圖。圖5是表示發(fā)光層中的發(fā)光位置與第二反射表面之間的光學(xué)距離d變化的藍(lán)色副像素的有機(jī)EL器件的色度(CIEy)的坐標(biāo)圖。圖6是表示用于以250cd/m2顯示白色的藍(lán)色副像素的有機(jī)發(fā)光器件的必要電流密度的坐標(biāo)圖。圖7是表示發(fā)光層中的發(fā)光位置與第二反射表面之間的光學(xué)距離d變化的有機(jī)EL 器件的發(fā)光效率n (cd/A)的坐標(biāo)圖。圖8是表示發(fā)光層中的發(fā)光位置與第二反射表面之間的光學(xué)距離d變化的有機(jī)EL 器件的色度(CIEx)的坐標(biāo)圖。圖9是表示發(fā)光層中的發(fā)光位置與第二反射表面之間的光學(xué)距離d變化的有機(jī)EL 器件的色度(CIEy)的坐標(biāo)圖。圖10是表示發(fā)光層中的發(fā)光位置與第二反射表面之間的光學(xué)距離d變化的有機(jī) EL器件的必要電流密度的坐標(biāo)圖。圖11是表示實(shí)施例1中電流效率和CIEy對(duì)空穴傳輸層的厚度的坐標(biāo)圖。圖12是表示實(shí)施例1中用于顯示白色的藍(lán)色副像素的必要電流密度和功率消耗對(duì)空穴傳輸層的厚度的坐標(biāo)圖。圖13是表示改變電子注入層的厚度時(shí)電流密度的變化對(duì)空穴傳輸層的厚度的坐標(biāo)圖。圖14是表示改變電子注入層的厚度時(shí)功率消耗的變化對(duì)空穴傳輸層的厚度的坐標(biāo)圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行說明，盡管本發(fā)明并不限于該實(shí)施方案。 附圖中，為了圖示的目的將各個(gè)層放大足以識(shí)別，因此沒有按規(guī)定比例。此外，除非另有圖示或說明，應(yīng)用本領(lǐng)域中已知的技術(shù)。首先，參照?qǐng)D1對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器的有機(jī)EL器件的層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是表示根據(jù)本實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器的有機(jī)EL器件的層疊結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1中所示的根據(jù)本實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器包括多個(gè)頂部發(fā)光型有機(jī)EL器件；使用者從與基板側(cè)相反的光輸出側(cè)觀看顯示器。此外，根據(jù)本實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器是彩色顯示器，其包括三色，即紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的副像素的有機(jī)EL器件。必要時(shí)，將紅色副像素表示為R，將綠色副像素表示為G，并且將藍(lán)色副像素表示為B。在下述說明中，術(shù)語“發(fā)光位置”是指有機(jī)EL器件沿其厚度的發(fā)光強(qiáng)度分布中峰出現(xiàn)的位置。術(shù)語“共振器結(jié)構(gòu)”也稱為微共振器結(jié)構(gòu)或微空腔結(jié)構(gòu)(microcavity structure)，是指基于光學(xué)干涉的所有結(jié)構(gòu)。共振器結(jié)構(gòu)的實(shí)例包括在一端具有反射膜并且在另一端具有半透明金屬膜的金屬空腔結(jié)構(gòu)(metal cavity structure)、在一端具有反射膜并且在另一端具有空隙與半透明膜之間的界面以致該界面形成最大的折射率臺(tái)階 (step)的結(jié)構(gòu)和在一端具有反射膜并且在另一端具有介質(zhì)反射鏡(dielectric mirror) 的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器的有機(jī)EL器件均具有至少兩個(gè)電極。在下述說明中，將設(shè)置在光輸出側(cè)的電極稱為第一電極，并且將其間夾持有機(jī)化合物層而與第一電極相對(duì)設(shè)置的電極稱為第二電極。此外，將比有機(jī)化合物層更接近第一電極的反射表面稱為第一反射表面，并且將比有機(jī)化合物層更接近第二電極的反射表面稱為第二反射表面。根據(jù)本實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器中，如圖1中所示，第一電極為陰極12，第二電極為陽極2。此外，在陰極12與陰極12的光輸出側(cè)的空隙之間的界面形成第一反射表面， 并且在陽極2的反射層(未圖示)在有機(jī)化合物層側(cè)的界面形成第二反射表面。密封部件 (未圖示)內(nèi)的、陰極12的光輸出側(cè)的空隙填充有氣體例如氮或氬以致空隙與陰極12之間的界面形成有機(jī)EL器件中的最大折射率臺(tái)階。本發(fā)明的方面并不限于上述電極結(jié)構(gòu)并且可以應(yīng)用于任何具有共振器結(jié)構(gòu)的構(gòu)成。例如，可以將陰極設(shè)置在基板側(cè)并且將陽極設(shè)置在光輸出側(cè)。這種情況下，陰極至少包括反射層，并且陽極是透明電極。對(duì)于任何構(gòu)成，在光輸出側(cè)可使用具有高透射率的電極。包括分別對(duì)應(yīng)于紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色⑶的發(fā)光層6、7和8的有機(jī)化合物層設(shè)置在陽極2與陰極12之間。本實(shí)施方案中，R和G有機(jī)化合物層具有包括空穴傳輸層 3、發(fā)光層6或7、空穴阻擋層9、電子傳輸層10和電子注入層11的層疊結(jié)構(gòu)。另一方面，B 有機(jī)化合物層具有包括空穴傳輸層3、電子阻擋層4、發(fā)光層8、空穴阻擋層9、電子傳輸層10 和電子注入層11的層疊結(jié)構(gòu)。有機(jī)化合物層的層疊結(jié)構(gòu)只是實(shí)例；可以省略或追加層。例如，任選設(shè)置電子阻擋層4，其防止從陰極12注入的電子泄漏到陽極2而沒有在發(fā)光層8中與空穴充分地再結(jié)合。 也任選設(shè)置空穴阻擋層9，其防止從陽極2注入的空穴移動(dòng)到陰極12而沒有在發(fā)光層6、7 或8中與電子充分地再結(jié)合。有機(jī)化合物層可由已知的有機(jī)化合物材料形成。根據(jù)本實(shí)施方案的有機(jī)EL器件通過例如使用金屬掩模的低分子量有機(jī)化合物材料的真空沉積制備，盡管使用的方法并不限于本實(shí)施方案中所示的實(shí)例。例如，使用的有機(jī)化合物材料可以取而代之為聚合物材料。此外，形成有機(jī)化合物層的方法并不限于真空沉積并且可以取而代之為例如濕法例如旋轉(zhuǎn)涂布。根據(jù)本實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器作為包括具有薄膜晶體管(TFT)的基板1的有源矩陣型顯示器制備。為了制備全色顯示器，例如，紅色、綠色和藍(lán)色副像素可配置為矩陣狀。但是，配置并不限于此；例如，可配置四色的副像素，例如紅色、綠色、藍(lán)色和白色副像素，紅色、綠色、藍(lán)色和藍(lán)色副像素，或紅色、綠色、綠色和藍(lán)色副像素。
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在基板上形成R、G和B副像素的方法的實(shí)例包括使用金屬掩模分別形成光的三原色，即R、G和B的發(fā)光材料的圖案；通過濾色器將白光轉(zhuǎn)換為三原色；和通過色變換介質(zhì)例如磷光體將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為綠色和紅色。這些方法中，本實(shí)施方案中將使用金屬掩模分別形成R、G和B發(fā)光材料的圖案的方法作為實(shí)例進(jìn)行說明，盡管本發(fā)明的方面并不限于此。首先，使用圖2對(duì)根據(jù)本發(fā)明方面的、不使用具有最高發(fā)光效率的構(gòu)成而考慮發(fā)光效率和色度兩者使白色顯示過程中的功率消耗最小化的理由進(jìn)行說明。圖2是表示CIE 色度坐標(biāo)的坐標(biāo)圖。圖2中，W表示顯示器的預(yù)定的白色的色度，R表示紅色器件的色度，和 G表示綠色器件的色度?，F(xiàn)在對(duì)在具有R、G和B副像素的有機(jī)EL顯示器上顯示白色W進(jìn)行討論。如果副像素足夠小，如觀察者所看到那樣，R、G和B混合。因此，通過以預(yù)定的亮度點(diǎn)亮R、G和B， 能夠顯示白色W。圖2中，如果以Ik Ig Ib的亮度比將R、G和B點(diǎn)亮，它們?cè)谏茸鴺?biāo)系上形成在W具有其重心的三角形。圖2中，如果將R、G和W的坐標(biāo)固定，B副像素的有機(jī)EL器件具有較低的CIEy (較深的色度)，因此要求色度Bl處的亮度比色度B2處的亮度高。這是因?yàn)锽l位于遠(yuǎn)離W，因此使由R、G和B形成的三角形的重心更接近B。S卩，由于Bl比B2遠(yuǎn)離重心W，因此Ib較低。另一方面，發(fā)光效率ηΒ向著B2變得較高。通常，Ib越低，功率消耗越低，并且、越高，功率消耗越低。即，將1Β/ηΒ最小化時(shí)， 使功率消耗最小化。考慮到使白色顯示過程中有機(jī)EL顯示器的功率消耗最小化，因此只考慮發(fā)光效率以使發(fā)光效率最大化來確定有機(jī)EL器件的結(jié)構(gòu)是不適合的；必須考慮發(fā)光效率和色度兩者。接下來，對(duì)使根據(jù)本實(shí)施方案的有機(jī)EL顯示器的功率消耗和必要電流最小化的方法更具體地說明。根據(jù)本實(shí)施方案的有機(jī)EL器件中，至少將有機(jī)化合物層中的發(fā)光位置與第二反射表面之間的光學(xué)距離最優(yōu)化。首先，對(duì)將有機(jī)化合物層中的發(fā)光位置與第一反射表面之間的光學(xué)距離固定的情形進(jìn)行說明。作為實(shí)例，對(duì)已將R和G副像素的光學(xué)距離固定的情況下使B副像素的必要電流最小化的方法進(jìn)行說明。設(shè)有機(jī)EL顯示器的所需的白色的色度為(Wx，Wy)，光輸出的紅色組分的色度為 (Rx, Ry)，光輸出的綠色組分的色度為(Gx，Gy)。這種情況下，調(diào)節(jié)B有機(jī)發(fā)光器件的發(fā)光位置與第二反射表面之間的光學(xué)距離以致藍(lán)色組分的色度(Bx，By)和電流效率nB(cd/A) 使得Lb/ nB為最小值或者在最小值士 10%內(nèi)。通過將亮度LK、Le和Lb (cd/m2)和電流效率η κ、η e和η B (cd/A)分別代入Lk/ η κ、 V nG和Lb/ ηB，來確定各色的必要電流密度iE> “和iB的曲線。通過下式計(jì)算亮度LK、Lg和Lb (cd/m2)[數(shù)1]
權(quán)利要求
1.有機(jī)電致發(fā)光顯示器，包括用于紅色、綠色和藍(lán)色副像素的多個(gè)有機(jī)EL器件，每個(gè)有機(jī)EL器件包括光輸出側(cè)的第一電極、與該第一電極相對(duì)的第二電極和它們之間的包括發(fā)光層的有機(jī)化合物層，該有機(jī) EL器件具有經(jīng)構(gòu)成以在比該有機(jī)化合物層更接近該第一電極的第一反射表面與比該有機(jī)化合物層更接近該第二電極的第二反射表面之間使從該發(fā)光層發(fā)出的光共振的共振器結(jié)構(gòu)，其中通過將該三色混合來顯示預(yù)定的白色，將各色的有機(jī)EL器件的發(fā)光層中的發(fā)光位置與該第二反射表面之間的光學(xué)距離設(shè)定在與必要電流密度對(duì)至少該光學(xué)距離的曲線的η次最小值對(duì)應(yīng)的光學(xué)距離士 10%內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光顯示器，其中基于該必要電流密度的曲線的2次最小值來設(shè)定各色的光學(xué)距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光顯示器，其中將三種顏色的每種的有機(jī)EL器件的第一和第二反射表面之間的光學(xué)距離設(shè)定在與曲線的η次最小值對(duì)應(yīng)的光學(xué)距離士 10% 內(nèi)，該曲線為必要電流密度對(duì)發(fā)光層中的發(fā)光位置與第二反射表面之間的光學(xué)距離和發(fā)光層中的發(fā)光位置與第一反射表面之間的光學(xué)距離的曲線。
全文摘要
有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器包括用于紅色、綠色和藍(lán)色副像素的多個(gè)有機(jī)EL器件，每個(gè)有機(jī)EL器件包括光輸出側(cè)的第一電極、與該第一電極相對(duì)的第二電極和它們之間的包括發(fā)光層的有機(jī)化合物層。該有機(jī)EL器件在比該有機(jī)化合物層更接近該第一電極的第一反射表面與比該有機(jī)化合物層更接近該第二電極的第二反射表面之間具有共振器結(jié)構(gòu)。通過將該三色混合來顯示預(yù)定的白色，將各色的有機(jī)EL器件的發(fā)光層中的發(fā)光位置與該第二反射表面之間的光學(xué)距離設(shè)定在與必要電流密度對(duì)至少該光學(xué)距離的曲線的n次最小值對(duì)應(yīng)的光學(xué)距離±10％內(nèi)。
文檔編號(hào)H01L27/32GK102347450SQ20111020523
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者水野信貴, 濱口敦 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社