專利名稱：電致發(fā)光顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到電致發(fā)光顯示器(EL)，更確切地說是涉及到雙向發(fā)射型EL顯示器。
背景技術(shù)：
EL顯示器是有源發(fā)光顯示器件，它具有許多超越陰極射線管(CRT)或液晶顯示器(LCD)的優(yōu)點。EL顯示器能夠提供更廣的視角、更高的反差、更快的響應(yīng)速度、更輕的重量、更小的尺寸、更薄的厚度、以及更低的功耗。對于開發(fā)EL顯示器作為下一代顯示器存在著越來越大的興趣。依據(jù)發(fā)光層是由無機(jī)或有機(jī)材料組成，EL顯示器可分為無機(jī)和有機(jī)EL顯示器。
圖1示出了一種常規(guī)雙向發(fā)射型EL顯示器，它具有相似于美國專利No.6469437所公開的結(jié)構(gòu)，此專利在此處被列為參考。此EL顯示器具有相繼層疊的結(jié)構(gòu)，它包括透明襯底10上的陽極20、中間層30、以及陰極40。如圖1所示，中間層30包括空穴注入層31、空穴輸運(yùn)層32、發(fā)光層33、電子輸運(yùn)層34、以及電子注入層35。除了發(fā)光層33之外，若有需要，可以省略其它的層31、32、34、35。由于EL顯示器是一種雙向發(fā)射型顯示器，故陽極20和陰極40由諸如氧化銦錫(ITO)之類的透明材料組成。從發(fā)光層33發(fā)射的光向著陽極20和陰極40二者發(fā)射。但由于從發(fā)光層33發(fā)射的光不被陽極20和陰極40反射，故不可能利用由從發(fā)光層33發(fā)射的光的共振效應(yīng)所造成的相長干涉來完成光發(fā)射特性的增強(qiáng)。從發(fā)光層33發(fā)射的弱的即小幅度的光，不通過陽極20和陰極40，而被捕獲在陽極20與陰極40之間。來自捕獲光的能量被插入在陽極20與陰極40之間的層吸收。因此，常規(guī)EL顯示器的光效率被降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種EL顯示器，其中，從發(fā)光層發(fā)射的光經(jīng)歷共振效應(yīng)造成的相長干涉。結(jié)果，EL顯示器增強(qiáng)了諸如亮度、光效率、以及色度之類的光發(fā)射特性。本發(fā)明還提供了一種EL顯示器，它能夠調(diào)節(jié)從陽極和陰極發(fā)射的光量。
根據(jù)本發(fā)明，EL顯示器包含透明襯底、形成在透明襯底同一側(cè)上的陽極和陰極、以及插入在陽極與陰極之間的中間層。中間層包含當(dāng)陽極和陰極被外加電壓電驅(qū)動時發(fā)光的發(fā)光層，其中，陽極和陰極被形成為部分地反射從發(fā)光層發(fā)射的光的半透明導(dǎo)電層。
插入在陽極與陰極之間的中間層可以被形成為使由陽極和陰極反射的光經(jīng)歷共振效率造成的相長干涉。
陽極包含透射光的第一透明導(dǎo)電層和部分地反射光的第一部分反射層，且陰極包含透射光的第二透明導(dǎo)電層和部分地反射光的第二部分反射層。
第一部分反射層被形成在第一透明導(dǎo)電層的內(nèi)表面或外表面上。當(dāng)?shù)谝煌该鲗?dǎo)電層包括第一內(nèi)透明導(dǎo)電層和第一外透明導(dǎo)電層時，第一部分反射層被形成在之間。
第二部分反射層被形成在第二透明導(dǎo)電層的內(nèi)表面或外表面上。當(dāng)?shù)诙该鲗?dǎo)電層包括第二內(nèi)透明導(dǎo)電層和第二外透明導(dǎo)電層時，第二部分反射層被形成在之間。
插入在第一部分反射層與第二部分反射層之間的各個層，可以被形成為使由第一部分反射層和第二部分反射層反射的光經(jīng)歷共振效應(yīng)造成的相長干涉。
第一透明導(dǎo)電層和第二透明導(dǎo)電層可以由選自由ITO、IZO、ZnO組成的組的透明材料組成。
第一部分反射層可以由選自由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Ir、Cr組成的組的部分反射材料組成，而第二部分反射層可以由選自Mg∶Ag、Mg、Ca、Al、Ag、Ba的部分反射材料組成。
第一透明導(dǎo)電層和第二透明導(dǎo)電層的厚度最好為50-300nm。第一部分反射層和第二部分反射層的厚度可為3-30nm。第一部分反射層與第二部分反射層之間的距離可以是50-500nm。


圖1是常規(guī)雙向發(fā)射型EL顯示器的剖面圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施方案構(gòu)成的EL顯示器的剖面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施方案構(gòu)成的EL顯示器的剖面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施方案構(gòu)成的EL顯示器的剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第四實施方案構(gòu)成的EL顯示器的剖面圖；具體實施方式
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方案構(gòu)成的無源矩陣EL顯示器的一個子象素。此EL顯示器是一種雙向發(fā)射型顯示器，它包括透明襯底10、陽極200、陰極400、以及中間層30。透明襯底10可以是玻璃襯底。陽極200、中間層30、以及陰極400被形成在透明襯底10上。
中間層30被插入在陽極200與陰極400之間。中間層30包括當(dāng)電壓跨越陽極200和陰極400被施加時發(fā)光的發(fā)光層33。中間層30包括空穴注入層31、空穴輸運(yùn)層32、發(fā)光層33、電子輸運(yùn)層34、以及電子注入層35。雖然其它的層可以按需要省略，但發(fā)光層33不能省略。
依賴于包含發(fā)光層33的材料，EL顯示器可以是有機(jī)EL顯示器或無機(jī)EL顯示器。在有機(jī)EL顯示器中，發(fā)光層33由諸如酞花菁銅(CuPc)、N，N’-二(萘-1類)-N，N’-二苯基聯(lián)苯胺(N，N’-di(naphthalene-1-yl)-N，N’-diphenyl benzidine)(NPB)、或三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)之類的酞花菁或其它相似的材料組成。在無機(jī)EL顯示器中，發(fā)光層33由諸如ZnS、SrS、CsS之類的金屬硫化物或諸如CaCa2S4和SrCa2S4之類的堿土基硫化鈣或其它相似的材料以及諸如Mn、Ce、Tb、Eu、Tm、Er、Pr、Pb之類的過渡金屬或堿稀土金屬的發(fā)光核心原子或其它相似材料組成。雖然圖2所示的EL顯示器是一種有機(jī)顯示器，但在本發(fā)明中也可以采用無機(jī)EL顯示器。在無機(jī)顯示器中，絕緣層被插入在陰極400與發(fā)光層33之間以及在陽極200與發(fā)光層33之間。
陽極200和陰極400位于透明襯底10的同一側(cè)上。包括發(fā)光層33的中間層30被排列在陽極200與陰極400之間。陽極200和陰極400被形成為部分地反射從發(fā)光層33發(fā)射的光的半透明導(dǎo)電層。陽極200和陰極400都各自包括透明導(dǎo)電層210和410以及部分反射層220和420。第一透明導(dǎo)電層210透光。第一部分反射層220被形成在第一透明導(dǎo)電層210的內(nèi)表面210a上。
陰極400包括透光的第二透明導(dǎo)電層410。陰極400的第二部分反射層420被形成在第二透明導(dǎo)電層410的內(nèi)表面410a上。第一和第二部分反射層220和420部分地反射光。插入在第一部分反射層220與第二部分反射層420之間的各層31、32、33、34、35，被形成為具有使第一部分反射層220和第二部分反射層420反射的光經(jīng)歷共振效應(yīng)造成的相長干涉的反射率和厚度。
第一部分反射層220和第二部分反射層420反射從發(fā)光層33發(fā)射的不能通過部分反射層220和420的比較弱的光。反射的光由于與從發(fā)光層33發(fā)射的其它光或其它反射的光的相長干涉而獲得較高的強(qiáng)度，然后，強(qiáng)度較高的反射光通過部分反射層220和420之一而被放出。
從發(fā)光層33發(fā)射的某些光在陽極200與陰極400之間振動。振動光經(jīng)歷對應(yīng)于特殊光波長的共振所造成的相長干涉。層31、32、33、34、35各被設(shè)計成具有使反射光在部分反射層220與420之間產(chǎn)生相長干涉的厚度和折射率。
從發(fā)光層33發(fā)射的某些光具有比較低的強(qiáng)度和比較小的波長幅度，這種光被部分反射層220和420反射向著發(fā)光層33。由于反射光不斷地在發(fā)光層33與部分反射層220和420之間被反射，故反射光由于與發(fā)光層33發(fā)射的更高強(qiáng)度的光的相長干涉而獲得了更高的強(qiáng)度和更大的波長幅度。在反射光由于混合相長干涉而獲得最小強(qiáng)度之后，反射光就通過部分反射層220和420以及陽極200和陰極400而從EL層33被放出。
由于反射光經(jīng)歷相長干涉且除了通過部分反射層220和420之外還通過陽極200和陰極400，故EL顯示器的光效率得到了提高。這種相長干涉還提高了EL顯示器的亮度和色度。
考慮到可見光的波長為380-770nm，第一部分反射層220與第二部分反射層420之間的距離可以為50-500nm。
第一透明導(dǎo)電層210和第二透明導(dǎo)電層410可以由選自氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、以及其它相似材料的透明材料組成。第一部分反射層220可以由選自Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Ir、Cr的部分反射材料或其它相似材料組成。第二部分反射層420可以由選自Mg∶Ag、Mg、Ca、Al、Ag、Ba的部分反射材料或其它相似材料組成。
如在本說明書中所用的那樣，術(shù)語“透明材料”指的是厚度為100nm時可見光透射率最好為50％或以上的材料。術(shù)語“部分反射材料”最好指的是厚度為100nm時光反射率和光透射率都為40％或以上且光吸收率小于30％的材料。
借助于調(diào)整部分反射層220和420的厚度，能夠控制通過第一部分反射層220和第二部分反射層420的光量。在要求通過陽極200和陰極400的光量相對一致的情況下，這是特別有用的。在示例性實施方案中，第一透明導(dǎo)電層210和第二透明導(dǎo)電層410各具有50-300nm的厚度。若比50nm還薄，則電導(dǎo)率被降低。另一方面，若比300nm還厚，則光透射率降低且材料成本提高。第一部分反射層220和第二部分反射層420最好都具有3-30nm的厚度。若比3nm還薄，則光反射率過度降低。另一方面，若比30nm還厚，則光透射率降低太多。
插入在第一部分反射層220與第二部分反射層420之間的EL層30可以包括所有下列各層或其中的某些層空穴注入層31、空穴輸運(yùn)層32、發(fā)光層33、電子輸運(yùn)層34、以及電子注入層35。插入在第一部分反射層220與第二部分反射層420之間的層31、32、33、34、35被優(yōu)化成使第一部分反射層220與第二部分反射層420反射的光經(jīng)歷相長干涉。各個層31、32、33、34、35的厚度由各個層的折射率和從發(fā)光層33發(fā)射的光的波長確定。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到一些實施例，與常規(guī)設(shè)計相比，下面討論的是本發(fā)明的一個實施例。
實施例1制造了一種EL顯示器，它包括透明襯底10、透明襯底10上的由ITO組成的第一透明導(dǎo)電層210、第一透明導(dǎo)電層210上的由Ag組成的第一部分反射層220(厚度為20nm)、第一部分反射層220上的由CuPc組成的空穴注入層31(厚度為10nm)、空穴注入層31上的由N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基聯(lián)苯胺(N，N’-di(1-naphtyl)-N，N’-diphenylbenzidine)(NPD)組成的空穴輸運(yùn)層32(厚度為50nm)、空穴輸運(yùn)層32上的由摻有5％的三(fac-苯基吡啶)銥的咔唑聯(lián)苯(CBP)組成的發(fā)光層33(厚度為30nm)、發(fā)光層33上的由聯(lián)苯氧基-二(8-喹啉)鋁(biphenoxy-bi(8-quinolinolato)aluminum)(BAlq)組成的空穴阻擋層(厚度為5nm)、空穴阻擋層上的由三(8-羥基喹啉)鋁(Alq)組成的電子輸運(yùn)層34(厚度為20nm)、電子輸運(yùn)層34上的由LiF組成的電子注入層35(厚度為0.5nm)、電子注入層35上的由Mg∶Al(20∶1)組成的第二部分反射層420(厚度為6nm)、以及第二部分反射層420上的由IZO組成的第二透明導(dǎo)電層410(厚度為80nm)。
當(dāng)此EL顯示器在8V下被驅(qū)動時，從陽極200發(fā)射的光的亮度為400cd/m2、光效率為14.4cd/A、色度為
。從陰極400發(fā)射的光的亮度為210cd/m2、光效率為8.0cd/A、色度為
。
比較實施例2(常規(guī)設(shè)計)除了第一部分反射層220和第二部分反射層420被省略之外，以與前述實施例1相同的方式制造了一種EL顯示器。比較實施例2對應(yīng)于常規(guī)EL顯示器。
當(dāng)此EL顯示器在8V下被驅(qū)動時，從陽極發(fā)射的光的亮度為335cd/m2、光效率為12.5cd/A、色度為
。從陰極發(fā)射的光的亮度為98cd/m2、光效率為3.6cd/A、色度為
。
如從實施例1和比較實施例2所見，根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案(實施例1)的EL顯示器的亮度和光效率高于常規(guī)EL顯示器(比較實施例2)的亮度和光效率。特別是從實施例1的EL顯示器的陰極發(fā)射的光的亮度和效率是從比較實施例2的陰極發(fā)射的光的亮度和光效率的2倍以上。前述實施例1的色度也比比較實施例2的色度更好。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施方案構(gòu)成的一種EL顯示器。如圖3所示，此EL顯示器由于第一部分反射層220被形成在第一透明導(dǎo)電層210的外表面210b上，且第二部分反射層420被形成在第二透明導(dǎo)電層410的外表面410b上，而不同于圖2的EL顯示器。因此，第一部分反射層220和第二部分反射層420反射的光在層31、32、33、34、35之間以及在第一透明導(dǎo)電層210與第二透明導(dǎo)電層410之間經(jīng)歷相長干涉。
第一透明導(dǎo)電層210、EL層30、以及第二透明導(dǎo)電層410，被插入在第一部分反射層220與第二部分反射層420之間。此EL層30可以包括所有下列各層或其中的某些層空穴注入層31、空穴輸運(yùn)層32、發(fā)光層33、電子輸運(yùn)層34、以及電子注入層35。插入在第一部分反射層220與第二部分反射層420之間的各個層最好被優(yōu)化成使第一部分反射層220與第二部分反射層420反射的光經(jīng)歷相長干涉。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施方案構(gòu)成的本發(fā)明。如圖4所示，此EL顯示器由于第一透明導(dǎo)電層210被形成在第一部分反射層220的內(nèi)外表面上，且第二透明導(dǎo)電層410被形成在第二部分反射層420的內(nèi)外表面上，而不同于圖2和3的EL顯示器。第一透明導(dǎo)電層210包括第一外透明導(dǎo)電層212和第一內(nèi)透明導(dǎo)電層211，且第一部分反射層220被插入其間。第二透明導(dǎo)電層410包括第二外透明導(dǎo)電層412和第二內(nèi)透明導(dǎo)電層411，且第二部分反射層420被插入其間。
當(dāng)?shù)谝徊糠址瓷鋵?20與其它有機(jī)材料層直接接觸時，由于能級的差別可能出現(xiàn)問題。為了解決這些問題，第一內(nèi)透明導(dǎo)電層211必須被插入在第一部分反射層220與有機(jī)材料層之間。
在本實施方案中，第一內(nèi)透明導(dǎo)電層211、EL層30、以及第二內(nèi)透明導(dǎo)電層411，被插入在第一部分反射層220與第二部分反射層420之間。此EL層30可以包括所有下列各層或其中的某些層空穴注入層31、空穴輸運(yùn)層32、發(fā)光層33、電子輸運(yùn)層34、以及電子注入層35。插入在第一部分反射層220與第二部分反射層420之間的各個層最好被優(yōu)化成使第一部分反射層220與第二部分反射層420反射的光經(jīng)歷相長干涉。
圖5示出了本發(fā)明的另一實施方案。本實施方案是第一實施方案和第二實施方案的組合。圖5所示的EL顯示器包括第一實施方案的陽極200和第二實施方案的陰極400。當(dāng)然，本發(fā)明不局限于此具體的實施方案。前面3個實施方案所示的各個陽極200和陰極400可以根據(jù)本發(fā)明互換。此EL顯示器僅僅是這種組合的一個例子。
如從上面的描述可見，本發(fā)明提供了一種提高了亮度、色度、以及光效率的EL顯示器。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的EL顯示器提供了更高的亮度，從而能夠在仍然得到所需亮度的情況下降低功率要求。本發(fā)明還提供了一種能夠調(diào)節(jié)從陽極和陰極發(fā)射的光量的EL顯示器。
雖然參照其示例性實施方案已經(jīng)具體地描述了本發(fā)明，但本技術(shù)領(lǐng)域一般熟練人員可以理解的是，其中可以進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)方面的改變而不偏離下列權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的構(gòu)思與范圍。
權(quán)利要求
1.一種電致發(fā)光(EL)顯示器，它包含透明襯底；陽極；陰極；以及插入在陽極與陰極之間的電致發(fā)光(EL)層，其中，EL層包含當(dāng)陽極和陰極被電驅(qū)動時發(fā)光的發(fā)光層，且其中，陽極和陰極被形成為部分地反射從發(fā)光層發(fā)射的光的半透明導(dǎo)電層。
2.權(quán)利要求1的EL顯示器，其中，插入在陽極與陰極之間的EL層被形成為使陽極和陰極反射的光經(jīng)歷共振效應(yīng)造成的相長干涉。
3.權(quán)利要求1的EL顯示器，其中，陽極包含透射光的第一透明導(dǎo)電層和部分地反射光的第一部分反射層，且陰極包含透射光的第二透明導(dǎo)電層和部分地反射光的第二部分反射層。
4.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第一部分反射層被形成在第一透明導(dǎo)電層的內(nèi)表面上。
5.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第二部分反射層被形成在第二透明導(dǎo)電層的內(nèi)表面上。
6.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第一部分反射層被形成在第一透明導(dǎo)電層的外表面上。
7.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第二部分反射層被形成在第二透明導(dǎo)電層的外表面上。
8.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，當(dāng)?shù)谝煌该鲗?dǎo)電層包含第一內(nèi)透明導(dǎo)電層和第一外透明導(dǎo)電層時，第一部分反射層被形成在其間。
9.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，當(dāng)?shù)诙该鲗?dǎo)電層包括第二內(nèi)透明導(dǎo)電層和第二外透明導(dǎo)電層時，第二部分反射層被形成在其間。
10.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，插入在第一部分反射層與第二部分反射層之間的各個層，被形成為使第一部分反射層和第二部分反射層反射的光經(jīng)歷共振效應(yīng)造成的相長干涉。
11.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第一透明導(dǎo)電層由選自由ITO、IZO、ZnO組成的組的透明材料組成。
12.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第二透明導(dǎo)電層由選自由ITO、IZO、ZnO組成的組的透明材料組成。
13.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第一部分反射層由選自由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Ir和Cr組成的組的部分反射材料或相似材料組成。
14.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第二部分反射層由選自由Mg:Ag、Mg、Ca、Al、Ag和Ba的組成的組的部分反射材料或相似材料組成。
15.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第一透明導(dǎo)電層和第二透明導(dǎo)電層的厚度約為50-300nm。
16.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第一部分反射層和第二部分反射層的厚度約為3-30nm。
17.權(quán)利要求3的EL顯示器，其中，第一部分反射層與第二部分反射層之間的距離約為50-500nm。
全文摘要
提供了一種具有提高了的發(fā)光特性的EL顯示器，其中，從發(fā)光層發(fā)射的光經(jīng)歷共振效應(yīng)所造成的相長干涉。此EL顯示器包括透明襯底、形成在透明襯底同一側(cè)上的陽極和陰極、以及插入在陽極與陰極之間的中間層，且所述中間層包括當(dāng)陽極和陰極被電壓電驅(qū)動時發(fā)光的發(fā)光層，且其中，陽極和陰極被形成為部分地反射從發(fā)光層發(fā)射的光的半透明導(dǎo)電層。
文檔編號H05B33/14GK1578572SQ20041006969
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月19日
發(fā)明者李俊燁, 李翰周, 吳準(zhǔn)植 申請人:三星Sdi株式會社