CN100361311C - 显示装置和采用该显示装置的单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有高的光引出效率的显示装置和显示单元。发光层的最大发光位置和第一端部之间的光学距离L1满足L1＝t L1+a1和(2t L1)/λ＝-Φ1/(2π)+m1。发光层的最大发光位置和第二端部之间的光学距离L2满足L2＝tL2+a2和(2t L2)/λ＝-Φ2/(2π)+m2。在数学公式当中，t L1和tL2分别代表第一端部与最大发光位置之间的理论光学距离和第二端部与最大发光位置之间的理论光学距离，a1和a2代表发光层的以发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出光的光谱峰波长，Φ1和Φ2分别代表在第一端部产生反射光的相移和在第二端部产生反射光的相移，而m1和m2均为0或者一个整数。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置和采用该显示装置的显示单元，特别是有机发光装置这样的自发光型显示装置，和采用该自发光型显示装置的显示单元。
背景技术
近年来，采用有机发光装置的有机EL显示器作为液晶显示器的替代品已经成为注意的焦点。由于有机EL显示器是一种自发光型显示器，因此认为其具有宽视角、低功耗、对于高分辨率高速度视频信号有适当的响应这些优点。所以，有机EL显示器已经在向商业化发展。
以前，通过将一个谐振器结构引入到有机发光装置，以期控制在发光层产生的光，例如已经实现改善发射颜色的色纯度、提高发光效率等等(例如，参考国际申请公开No.01/39554)。
但是，在具有谐振器结构的有机发光装置中，实际的光引出效率会随着发光层的最大发光位置在谐振器结构中所处的位置而有很大变化。
发明内容
根据以上所述，本发明的目的是提供一个显示装置，其能够提高发光层中产生光的引出效率，并提供一个采用该显示装置的显示单元。
根据本发明的显示装置包括：处于第一和第二电极之间的发光层；和一个使第一端部和第二端部之间发光层所产生的光发生谐振的谐振器结构，其中在第一端部和发光层最大发光位置之间的光学距离L1满足数学公式1，在第二端部和发光层最大发光位置之间的光学距离L2满足数学公式2。
[数学公式1]
L1＝tL1+a1
(2tL1)/λ＝-Φ1/(2π)+m1
(其中t L1代表在第一端部和发光层最大发光位置之间的理论光学距离，a1代表发光层中以发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出的光谱峰波长，Φ1代表第一端部产生反射光的相移，而m1是0或者一个整数。)
[数学公式2]
L2＝tL2+a2
(2tL2)/λ＝-Φ2/(2π)+m2
(其中t L2代表在第二端部和发光层最大发光位置之间的理论光学距离，a2代表发光层中以发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出的光谱峰波长，Φ2代表第二端部产生反射光的相移，而m2是0或者一个整数。)
根据本发明的显示单元包括一个显示装置，该显示装置包括一个处于第一电极和第二电极之间的发光层，和一个使第一端部和第二端部之间发光层产生的光发生谐振的谐振结构，其中第一端部和发光层最大发光位置之间的光学距离L1满足数学公式3，第二端部和发光层最大发光位置之间的光学距离L2满足数学公式4。
[数学公式3]
L1＝tL1+a1
(2tL1)/λ＝-Φ1/(2π)+m1
(其中t L1代表第一端部和发光层最大发光位置之间的理论光学距离，a1代表发光层中以发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出的光谱峰波长，Φ1代表第一端部产生反射光的相移，而m1是0或者一个整数。)
[数学公式4]
L2＝tL2+a2
(2tL2)/λ＝-Φ2/(2π)+m2
(其中t L2代表在第二端部和发光层最大发光位置之间的理论光学距离，a2代表发光层中以发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出的光谱峰波长，Φ2代表第一端部产生反射光的相移，而m2是0或者一个整数。)
在根据本发明的显示装置中，在第一端部和发光层最大发光位置之间的光学距离L1满足数学公式1，而第二端部和发光层最大发光位置之间的光学距离L2满足数学公式2，这样，当发光层产生的光在第一端部或者第二端部反射并回到发光位置时，返回光的相位与发射时光的相位是彼此相同的。因此，发射光与第一端部和第二端部之间的反射光是互相加强的，所以反射层产生光的引出效率得到提高。
根据本发明的显示单元，由于采用了本发明的显示装置，因而发光层产生光的引出效率得到改善。
本发明的其他和进一步的目的、特点和优点将通过以下的描述更充分地体现出来。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例采用有机发光装置的显示单元截面图；
图2是图1中所示的有机发光装置中有机层的放大截面图；
图3是用于图2中所示的有机发光装置发光层中的化合物结构示意图；
图4是图1中所示的有机发光装置中有机层的放大截面图；
图5是密度在第二端部与最大发光位置之间各不同距离情况下的模拟结果曲线图；
图6是在发光强度最大化且发光层的厚度为30nm和50nm的情况下，s值和第二端部与最大发光位置之间距离的关系曲线图；
图7A和7B是制作图1所示显示单元的方法中一个步骤的截面图。
图8A和8B是图7A和7B所示步骤接下来一个步骤的截面图；和
图9是根据本发明第二实施例用于显示单元中的有机发光装置中有机层的放大截面图。
具体实施方式
本发明的优选实施例将在下面参照附图详细说明。
[第一实施例]
图1表示根据本发明第一实施例采用有机发光装置的显示单元截面图。该显示单元用作一个超薄有机发光彩色显示器或者类似物，在该显示单元中，例如，一个驱动板10和密封板20彼此相面对，其整个相面对表面通过粘结层30粘结在一起。驱动板10包括一个发射红光的有机发光装置10R，一个发射绿光的有机发光装置10G，一个发射蓝光的有机发光装置10B，它们按照矩阵的形式整体安置在驱动基底11上，驱动基底可由例如玻璃或者类似的绝缘材料制作。
例如，有机发光装置10R，10G和10B中的每一个可具有如下结构：作为阳极的第一电极12、一个有机层13和一个作为阴极的第二电极14，按照顺序从驱动基底11开始层叠。
第一电极12还具有反射层的功能，而且为了提高发光效率，期望第一电极12具有尽可能高的反射系数。例如，可采以具有高选出功的铂(Pt)、金(Ag)、铬(Cr)、钨(W)以及类似的这些金属元素纯金属或者合金作为第一电极12的材料，以及第一电极12在层叠方向的厚度(以下简称为厚度)最好在100nm-300nm的范围内。例如，可采用银为主要元素、钯(Pd)含量0.3wt％-1wt％、铜(Cu)含量为0.3wt％-1wt％的AgPdCu作为合金。
对于每个有机发光装置10R，10G和10B，有机层13具有不同的结构。图2表示有机发光装置10R中有机层13的放大图。有机发光装置10R的有机层13具有以下结构：一个空穴注入层13A、一个空穴传输层13B、一个发光层13C和一个电子传输层13D，它们从第一电极12开始顺序层叠。空穴注入层13A和空穴传输层13B提高了空穴向发光层13C注入的效率。发光层13通过电流的注入产生光。电子传输层13D提高电子向发光层13C注入的效率。
有机发光装置10R的空穴注入层13A可以具有，例如，15nm-300nm的厚度，由4，4’，4”-三(3-甲基苯基苯胺基)三苯胺(4，4’，4”-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine))(m-MTDATA)或者4，4’，4”-三(2-萘基苯胺基)三苯胺(4，4’，4”-tris(2-naphthylphenylamino)triphenylamine)(2-TNATA)构成。
有机发光装置10R的空穴传输层13B可以具有，例如，15nm-100nm的厚度，由二[(N-萘基)-N-苯基]联苯胺(α-NPD)或者图3所示的化合物构成。
有机发光装置10R的发光层13C可以具有，例如，15nm-100nm的厚度，由8-羟基喹啉铝络合物与40vol％的2，6-二[4-[N-(4-甲氧苯基)-N-苯基]氨基苯乙烯基]萘-1，5-二腈(2，6-bis[4-[N-(4-methoxyphenyl)-N-phenyl]aminostyryl]naphthalene-1，5-dicarbonitrile)的混合物(BSN-BCN)构成。
有机发光装置10R的电子传输层13D可以具有，例如，15nm-100nm的厚度，由Alq3构成。
图4是有机发光装置10G和10B中有机层13的放大图。有机发光装置10G和10B中的每个有机层13具有如下结构：空穴传输层13B、发光层13C和电子传输层13D从第一电极12开始顺序层叠。有机发光装置10G和10B的每个空穴传输层13B具有空穴注入层的功能。
有机发光装置10G的空穴传输层13可以具有，例如，15nm-100nm的厚度，由图3所示的化合物构成。例如，有机发光装置10G的空穴传输层13C可以具有，例如，15nm-100nm的厚度，由Alq3与3vol％香豆素6的混合物构成。有机发光装置10G的电子传输层13D可以具有，例如，15nm-100nm的厚度，由Alq3构成。
有机发光装置10B的空穴传输层13B可以具有，例如，15nm-100nm的厚度，由图3所示的化合物构成。有机发光装置10B的发光层13C可以具有，例如，15nm-100nm的厚度，由螺旋6φ构成。有机发光装置10B的电子传输层13D可以具有，例如，15nm-100nm的厚度，由Alq3构成。
图1，2和4中所示的第二电极14，可以具有，例如，5nm-50nm的厚度，由具有小逸出功的铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)或类似这样的金属元素的单质或者合金构成。其中，优选镁和银的合金(MgAg合金)，并且镁和银的比例最好是Mg∶Ag＝5∶1-30∶1。
第二电极14还具有半透明反射层的功能。更具体地讲，有机发光装置10R，10G和10B具有谐振器结构，其中第一电极12的靠近发光层13C一侧的端面，第二电极14靠近发光层13C一侧的端面和有机层13，分别当作第一端部P1，第二端部P2和谐振器部分，并且使在发光层13C中产生的光发生谐振并从第二端部P2引出。因此，有机发光装置10R，10G和10B最好具有谐振器结构，因为当发光层13C中产生的光发生多重干涉，且结构起到一种窄带滤波器的功能时，引出光光谱的半值宽度能够降低，并且色纯度得到改善。此外，从密封板20入射的外部光能够由于多重干涉而衰减，而且外部光在有机发光装置10R，10G和10B上的反射率由于滤色器22(参考图1)的结合作用而变得特别小，这在下面会作描述。
为了实现上述目的，谐振器第一端部P1和第二端部P2之间的光学距离L最好满足数学公式5，这样谐振器的谐振波长(引出光光谱的峰波长)可与期望引出光的光谱峰波长相匹配。实际上，光学距离L最好选取为满足数学公式5的正最小值。
[数学公式5]
(2L)/λ+Φ/(2π)＝m
(其中L代表在第一端部P1和第二端部P2之间的光学距离L，Φ代表在第一端部产生反射光的相移Φ1和在第二端部产生反射光的相移Φ2的总和(Φ＝Φ1+Φ2)(弧度)，λ代表期望从第二端部P2引出光的光谱峰波长，而m是使得L为一个正值的整数。进一步地，在数学公式5中，L和λ的单位可以是相同的，例如，是(nm)。)
并且，如图2和4所示，有机发光装置10R，10G和10B被调整为使得发光层13C的最大发光位置13E与第一端部P1之间的光学距离L1满足数学公式6，并且最大发光位置13E与第二端部P2之间的光学距离L2满足数学公式7。这里，最大发光位置是指在发光区中发光强度最高的位置。例如，当光是在发光层13C接近于第一电极12和第二电极14的两面上的界面发射时，最大发光位置13E是上述界面之中具有较高发光强度的一个界面。当有机发光装置10R，10G和10B由上述材料构成时，在有机发光装置10R中，光也从接近于第一电极一侧上的界面发射，但是在接近于第二电极一侧上的界面发光强度比较高，因此，最大发光位置13E是接近于第二电极14一侧上的界面。在有机发光装置10G和10B中，光很难在接近于第二电极14一侧上的界面发射，因此，最大发光位置13E是接近于第一电极12一侧上的界面。
[数学公式6]
L1＝tL1+a1
(2t L1)/λ＝-Φ1/(2π)+m1
(其中t L1代表在第一端部P1和最大发光位置13E之间的理论光学距离，a1代表发光层中13C中以发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出的光谱峰波长，Φ1代表在第一端部P1产生反射光的相移(弧度)，而m1是0或者一个整数。)
[数学公式7]
L2＝tL2+a2
(2t L2)/λ＝-Φ2/(2π)+m2
(其中t L2代表在第二端P2和最大发光位置之间的理论光学距离，a2代表发光层13C中以发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出的光谱峰波长，Φ2代表在第二端部产生反射光的相移，而m2是0或者一个整数。)
通过满足数学公式6，当发光层13C中产生的光当中射向第一电极12的光在第一端部P1反射并返回时，返回光的相位与发光时光的相位相同，因此在发射的光当中射向第二电极14的光和返回光互相加强。进一步地，通过满足数学公式7，当发光层13C中产生的光当中射向第二电极14的光在第二端部P2反射并返回时，返回光的相位与发光时光的相位相同，因此发射的光当中射向第一电极12的光和返回光互相加强。
当考虑到发光区是不延展的，数学公式6中的理论光学距离tL1和数学公式7中的理论光学距离tL2是理论值，其中由于在第一端部P1或第二端部P2处的相位变化量与通过光传输相位变化量互相抵消，因此返回光相位和发射时光的相位彼此相同。但是，一般来说发光区是延展的，因此在数学公式6和7中，加入以发光分布为基础的修正量a1和a2。
尽管修正量a1和a2依赖于发光分布，如实施例中的情况，当最大发光位置13E是处于发光层13C接近于第二电极14的一侧，并且发光分布从最大发光位置13E向第一电极12延展时，或者当最大发光位置13E是处于发光层13C接近于第一电极12的一侧侧，并且发光分布从最大发光位置13E向第二电极14延展时，修正量a1和a2可通过，例如，数学公式8和9确定：
[数学公式8]
a1＝b(loge(s))
(其中，当发光层13C的发光分布是从最大发光位置13E向第一电极12延展时，b是一个在2n≤b≤6n范围内的值，或者在发光层13C的发光分布从最大发光位置13E向第二电极14延展的情况下，b是一个在-6n≤b≤-2n范围内的值，s代表发光层13C中与发光分布相关的物理值(1/e衰减距离)，n是在期望引出光光谱峰波长λ在第一端部P1和第二端部P2之间的平均折射率。)
[数学公式9]
a2＝-a1
数学公式8中的物理值s通过发光层13C的发光分布给出，即，数学公式10，数学公式10代表在一个距发光层13C一个界面距离为x的位置的发光强度I，该位置在指向发光层13C另一个界面的方向成为最大发光位置13E。发光分布随着发光层13C、载荷平衡或者类似的因素而变化，因此物理值s是变化的。例如，当有机发光装置10R，10G和10B由上述材料构成时，在有机发光装置10R中，在接近第二电极14一侧的s值在15nm-35nm之间，在接近第一电极12一侧的s值在2nm-10nm之间，在有机发光装置10G中，在接近第一电极12一侧的s值在15nm-30nm之间，在有机发光装置10B中，在接近第一电极12一侧的s值在10nm-25nm之间。物理值s可以通过实际测量得出。
[数学公式10]
I＝e(-x/s)
图5表示在数学公式5适用的条件下，在第二端部P2和最大发光部分13E之间不同距离处强度的模拟结果。有机发光装置具有以下的结构：第一电极12由铬构成，空穴传输层13B由α-NPD构成，发光层13C由Alq3与香豆素6的混合物构成，电子传输层13D由Alq3构成，第二电极14由MgAg合金构成，它们依以上次序层叠，并且期望引出的光的光谱峰波长λ为535nm。在这种情况下，在第一端部P1产生反射光的相移Φ1为-2.6弧度，在第二端部P2产生反射光的相移Φ2为-2.2弧度。此外，最大发光位置13E是发光层13C和空穴传输层13B之间的一个界面。
如图5所示，在s＝1nm的情况下，即，发光区是不延展的，强度在第二端部P2和最大发光位置13E之间的距离约为53nm时达到最大，即在大约为53n(nm)的光学距离L2处。该光学距离L2与由数学公式7确定的第二端部P2与最大发光位置13E之间53n(nm)的理论光学距离tL2是一致的。但是，在s＝23的情况下，即发光区是延展的，强度在约为67n(nm)的光学距离L2处达到最大。因此，显然需要一个以发光分布为基础的修正。
图6表示s值和第二端部P2与最大发光位置13E之间距离的关系，最大发光位置13E是当发光层13C具有30nm和50nm的厚度时，在数学公式5适用的条件下，发光强度达到最大的位置。有机发光装置的结构和期望引出光的光谱峰波长λ与图5所示的情况是相同的。此外，在图6中也表示出由数学公式8和9确定的修正量a2的最小值和最大值被加入到由数学公式7确定的理论光学距离tL2中，即，(53+2loge(s))n，(53+6loge(s))n。
如图6所示，随着s值增大，在第二端部P2和发光强度最大的最大发光位置13E之间的距离增加，并且根据发光层13C的厚度而达到某个数值。当曲线接近于近似表达式tL2+bloge(s)并且发光层1 3C具有30nm和50nm的厚度的情况下，第二端部P2和发光强度最大的最大发光位置13E之间的距离处于53+2loge(s)和53+6loge(s)之间。发光层13C的厚度一般在30nm-50nm之间，结果发现如数学公式8和9所示，光学距离L2最好在tL2+2loge(s)n到tL2+5loge(s)n之间的范围内。另外，除非上述近似表达式中b的符号是相反的，发光层13C中发光分布从最大发光位置13E向第一电极12延展的情况与发光层13C中发光分布从最大发光位置13E向第二电极14延展的情况相同。
因此，当有机发光装置10R的特别结构满足数学公式5-9，例如，在期望引出光的光谱峰波长λ是635nm的情况下，采用如下结构：第一电极12由铬构成，空穴注入层13A由厚度为32nm的2-TNATA构成，空穴传输层13B由图3所示的厚度为37nm的化合物构成，发光层13C由Alq3和40vol％BSN-BCN形成的厚度为25nm混合物而构成，电子传输层13D由厚度为48nm的Alq3构成，第二电极14由厚度为12nm的MgAg合金构成，它们依以上次序层叠在一起。在这种情况下，s是30nm。
另外，作为另一个有机发光装置10R的特别结构，例如，在期望引出光的光谱峰波长λ是635nm的情况下，采用如下结构：第一电极12由AgPdCu合金构成，空穴注入层13A由厚度为18nm的2-TNATA构成，空穴传输层13B由图3所示的厚度为37nm的化合物构成，发光层13C由Alq3和40vol％BSN-BCN形成的厚度为25nm的混合物而构成，电子传输层13D由厚度为48nm的Alq3构成，第二电极14由厚度为12nm的MgAg合金构成，它们依以上次序层叠在一起。在这种情况下，s是30nm。
作为满足数学公式5-9的有机发光装置10G的特别结构，例如，在期望引出光的光谱峰波长λ是535nm的情况下，可采用如下结构：第一电极12由铬构成，空穴传输层13B由图3所示的厚度为55nm的化合物构成，发光层13C由Alq3和3 vol％的香豆素6形成的厚度为30nm的混合物而构成，电子传输层13D由厚度为33nm的Alq3构成，第二电极14由厚度为12nm的MgAg合金构成，它们顺序层叠在一起。在这种情况下，Φ是-4.8弧度，L是11 7n(nm)，Φ1是-2.6弧度，tL1是64n(nm)，L1是50n(nm)，s是23nm，Φ2是-2.2弧度，tL2是53n(nm)，L2是67n(nm)，第一端部P1第二端部P2之间的平均折射系数n，即，有机层13的平均折射率是1.7。
此外，作为另一个有机发光装置10G的特别结构，例如，在期望引出光的光谱峰波长λ是535nm的情况下，采用如下结构：第一电极12由AgPdCu合金构成，空穴传输层13B由图3所示的厚度为39nm的化合物构成，发光层13C由厚度为30nm的Alq3和3vol％香豆素6形成的混合物而构成，电子传输层13D厚度为33nm的由Alq3构成，第二电极14由厚度为12nm的MgAg合金构成，它们顺序层叠在一起。在这种情况下，s是23nm。
作为一个满足数学公式5-9的有机发光装置10B的特别结构，在期望引出光的光谱峰波长λ是450nm的情况下，采用如下结构：第一电极12由铬构成，空穴传输层13B由图3所示的厚度为36nm的化合物构成，发光层13C由厚度为34nm的螺旋6Φ构成，电子传输层13D由厚度为12nm的Alq3构成，第二电极14由厚度为12nm的MgAg合金构成，它们顺序层叠在一起。
此外，作为另一个有机发光装置10B的特别结构，例如，在期望引出光的光谱峰波长λ是450nm时，采用如下结构：第一电极12由AgPdCu合金构成，空穴传输层13B由图3所示的厚度为20nm的化合物构成，发光层13C由厚度为34nm的螺旋6Φ构成，电子传输层13D由厚度为12nm的Alq3构成，第二电极14由厚度为12nm的MgAg合金构成，它们顺序层叠在一起。
图1所示的密封板20安置在驱动板10接近于第二电极14的一侧上，并且具有一个密封基底21，其以粘结层30密封有机发光装置10R，10G和10B。密封基底21由可以透过有机发光装置10R，10G和10B产生的光的透明的材料构成，例如玻璃或者类似物。例如，一个滤色器22被安置在密封基底21上以引出有机发光装置10R，10G和10B产生的光，并且吸收在有机发光装置10R，10G和10B上反射并分布于其间的外部光，因此，对比度得到改善。
该滤色器可以安置在密封基底21的任一侧，但是，由于滤色器22不向表面暴露，可以由粘结层30保护，所以滤色器22最好安置在接近于驱动板10的一侧。滤色器22包括一个红色滤波器22R，一个绿色滤波器22G和一个蓝色滤波器22B，并配置位置分别与有机发光装置10R，10G和10B相对应。
红色滤波器22R，绿色滤波器22G和蓝色滤波器22B，每个，例如，具有矩形形状，它们被制作得中间不留空隙。红色滤波器22R，绿色滤波器22G和蓝色滤波器22B可以由树脂混合以颜料构成，通过选择颜料，可以将红色，绿色和蓝色目标波长的光透过率调节得比较高，而对于其他波长的光透过率调节得比较低。
并且，滤波器22的高光透过率波长范围与期望的从谐振器结构引出光光谱峰波长λ相匹配。因此，从密封板20入射的外部光中，只有波长等于引出光光谱峰波长λ的光能够通过滤波器22，可以防止其他波长的光进入有机发光装置10R，10G和10B。
例如，有机发光装置10R，10G和10B可通过以下步骤制造。
图7A，7B，8A表示逐步制造显示单元的方法。首先，如图7A所示，由上述材料构成具有上述厚度的第一电极12，通过例如直接电流溅射法这样的方法形成在上述材料构成的驱动基底11上，并且，可采用例如光刻这样的方法选择蚀刻以形成具有预定形状的图案。其后，如图7A所示，可以通过例如气相沉积方法这样的方法顺序形成由上述材料构成的具有上述厚度的空穴注入层13A、空穴传输层13B、发光层13C、光传输层13D和第二电极14，从而形成图2和4所示的有机发光装置10R，10G和10B。由此，形成驱动板10。
如图7B所示，例如，由上述材料构成的密封基底21通过溅射喷涂方法或者类似的方法涂覆上红色滤波器22的材料，该材料通过光刻法进行图案化并烧制以形成红色滤波器22R。然后，如图7B所示，同红色滤波器的情况一样，依次形成蓝色滤波器22B和绿色滤波器22G。由此，形成密封板20。
在密封板20和驱动板10形成以后，如图8A所示，粘结层30形成在有机发光装置10R，10G和10B上。其后，如图8B所示，驱动板10和密封板20通过其间的粘结层30粘结在一起。这时，密封板20的一个表面最好形成在滤色器22形成的一侧上以面对驱动板10。这样，驱动板10和密封板20粘结在一起完成如图1-4所示显示单元的制作。
在该显示单元中，当在第一电极12和第二电极14之间加上一个预定的电压时，一电流注入发光层13B，空穴和电子重新结合发光。光在第一电极12和第二电极14之间多次反射，然后通过第二电极、滤色器22和密封基底21而被引出。这时，最大发光位置13E和第一端部P1之间的光学距离L1满足数学公式6，因此，当发射光中射向第一电极12的光在第一端部P1反射并返回时，返回光的相位与发射光当中射向第二电极14的光的相位相同，因此，返回光和射向第二电极14的光互相加强。并且，最大发光位置13E和第二端部P2之间的光学距离L2满足数学公式7，因此，当发射光中射向第二电极14的光在第二端部P2反射并返回时，返回光的相位与发射光当中射向第一电极12光的相位相同，因此，返回光和射向第一电极12的光互相加强。所以，发光层13C中产生的光能够高效地引出。
这样，在该实施例当中，最大发光位置13E和第一端部P1之间的光学距离L1满足数学公式6，最大发光位置13E和第二端部P2之间的光学距离L2满足数学公式7，所以，发光层13C中产生光的相位与在第一端部P1或者第二端部P2反射而返回发光位置的光的相位相同。因此，在第一端部P1和第二端部P2反射的光和发射光互相加强。所以，发光层13C中产生的光其引出效率得到改善。
[第二实施例]
接下来将详细描述根据本发明第二实施例的显示单元。根据本发明第二实施例显示单元，包括一个具有如图9所示结构有机层43的有机发光装置40G，它代替根据第一实施例显示单元中的有机发光装置10G，除此之外，根据本发明第二实施例的显示单元与根据图1所示的根据第一实施例的显示单元是相同的。根据第二实施例的显示单元可以象第一实施例那样进行制造、运行，和具有相同的效果。因此，类似的组件以类似于第一实施例的附图标记表示，不再进一步解释。
有机发光装置40G是一个所谓的绿色磷光装置，主要在发光层43C接近于第二电极14一侧的界面上发射光。也就是说，最大发光位置43E是发光层43C接近于第二电极14一侧的界面。并且，除了有机层43具有不同的结构外，有机发光装置40G与有机发光装置10G具有相同的结构。有机层43具有一个，例如，这样的结构：一个由2-TNATA构成的空穴注入层43A，由图3所示化合物构成的空穴传输层43B，由4，4’-二(咔唑-9)联苯(4，4’-bis(carbazole-9-yl)biphenyl)(CBP)与5vol％三[2-(2-吡啶基)苯基-C，N]-铱(tris[2-(2-pyridinyl)phenyl-C，N]-iridium)(Irppy)的混合物构成的发光层43C，由二(2-甲基-8-羟基喹啉)(p-苯基酚)铝(III)(bis(2-methyl-8-quinolinolato)(p-phenylphenolato)aluminum(III))(BAlq)构成的空穴阻滞层43F，和由Alq3构成的电子传输层43D，它们顺序从第一电极12开始层叠。
与第一实施例的情况一样，谐振器的第一端部P1和第二端部P2之间的光学距离L，最大发光位置43E和第一端部P1之间的光学距离L1，最大发光位置43E和第二端部P2之间的光学距离L2，最好满足数学公式5-9。
作为一个满足数学公式5-9的特别结构，在有机层43是由，例如，上述材料构成，并且期望引出光的光谱峰波长λ是520nm的情况下，可采用如下结构，该结构包括厚度为15nm的空穴注入层43A，厚度为25nm的空穴传输层43B，厚度为30nm的发光层43C，厚度为10nm的空穴阻滞层43F，厚度为40nm的电子传输层43D，由铬构成的第一电极，以及由厚度为12nm的MgAg合金构成的第二电极14。
尽管本发明是参照优选实施例进行说明的，但本发明不限于这些实施例，而是可以进行变化改进。例如，各层的材料和厚度、薄膜的形成方法、薄膜的形成条件等等不限于实施例中所描述的情况，任何其他材料、任何其他厚度、任何其他薄膜形成方法和任何其他薄膜形成条件均可以采用。例如，在以上实施例中的情况是，第一电极12，有机层13和第二电极14在驱动基底11上顺序形成，光从所述的密封板20引出，但它们可以以相反的顺序形成，即，第二电极14，有机层13和第一电极12依次形成在驱动基底11上，因此光从驱动基底11引出。
并且，例如，在实施例中的情况是，第一电极12是阳极，第二电极14是阴极，但是，也可以第一电极12是阴极，第二电极14是阳极。进一步地，当第一电极12是阴极，第二电极14是阳极，第二电极14、有机层13和第一电极12可以顺序形成在驱动基底11上，以便将光从驱动基底11引出。
在以上实施例中，描述了有机发光装置10R，10G和10B的特别结构，但是有机发光装置10R，10G和10B不必具有所有的层，或者有机发光装置10R，10G和10B可以进一步地具有一些其他的层。例如，由氧化铬(III)(Cr2O3)，ITO(铟-锡氧化物：一种包括铟(In)和锡(Sn)的混合氧化物薄膜)构成的用于空穴注入的薄膜层可以处于第一电极12和有机层13之间。有机发光装置10R，10G和10B可以覆盖保护膜，粘结层30可以形成在保护膜上。进一步地，例如，第一电极12可以具有双层结构，其中透明导电膜形成在反射膜的顶部，比如介电多层膜、Al或者类似物。在这种情况下，反射膜接近于发光层一侧上的端面组成谐振部分的端部，透明导电膜组成谐振部分的一部分。
并且，在以上实施例中描述的情况是第二电极14由半透明反射层构成，但是第二电极14也可以具有这样的结构：半透明反射层和透明电极顺序从第一电极12开始层叠。透明电极减少半透明反射层的电阻，并且由具有发光层产生光足够透光率的导电材料构成。例如，最好是采用ITO或者包括铟、锌(Zn)和氧的化合物作为透明电极的材料，因为该化合物即使在薄膜是在室温下形成也能够获得优良的电导率。透明电极可以具有，例如，30nm-1000nm的厚度。在这个情况下，谐振器可以形成这样的结构：半透明反射层是一个端部，另一个端部是处于与透明电极位于其间的半透明电极相对的位置，以使得透明电极成为一个谐振器部分。进一步地，当这样一个谐振器结构形成时，最好有机发光装置10R，10G和10B由一保护层覆盖，该保护层由一种具有与透明电极材料相等的折射率的材料构成，因为这样保护膜可以组成谐振器部分的一部分。
本发明可适用于这样一个谐振器结构：第二电极14由透明电极构成，透明电极与有机层13相对一侧的端表面具有高反射率，第一电极12接近于发光层13B一侧的端表面是第一端部，透明电极与有机层13相对一侧的端表面是第二端部。例如，透明电极可与空气层接触以增加透明电极和空气层之间界面表面的反射率，因而界面表面可以是第二端部。进一步地，具有粘结层的界面表面的反射率可以提高，由此，界面可以是第二端部。有机发光装置10R，10G和10B可由一保护层覆盖，具有保护层的界面表面反射率可以提高，因此界面表面可以是第二端部。
根据上述描述，在根据本发明的显示装置或者显示单元中，第一端部和最大发光位置之间的光学距离L1满足数学公式1或者数学公式3，在第二端部和最大发光位置之间的光学距离L2满足数学公式2或者数学公式4，因此在发光层中产生光的相位和在第一端部或者第二端部反射而返回发光位置的光的相位彼此相同。因此，在第一端部和第二端部之间反射的光和产生的光互相加强，因而发光层产生光的引出效率得到改善。
显然，本发明可以在以上教导的思想范围内进行多种改进和变化。 因此，本发明可以在后附的权利要求书的范围内实施，而不是完全与具体描述的内容相同。
Claims (6)
1.一种显示装置，包括：
一处于第一电极和第二电极之间的发光层；和
一使在第一端部和第二端部之间发光层中产生的光发生谐振的谐振器结构，
其中在第一端部和发光层的最大发光位置之间的光学距离L1满足数学公式1，以及
在第二端部和发光层的最大发光位置之间的光学距离L2满足数学公式2，
数学公式1
L1＝tL1+a1
(2tL1)/λ＝-Φ1/(2π)+m1
其中，tL1代表在第一端部和最大发光位置之间的理论光学距离，a1代表发光层中以发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出的光的光谱的峰波长，Φ1代表在第一端部产生的反射光的相移，而m1是整数，
数学公式2
L2＝tL2+a2
(2tL2)/λ＝-Φ2/(2π)+m2
其中，t L2代表在第二端部和最大发光位置之间的理论光学距离，a2代表发光层中以发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出的光的光谱的峰波长，Φ2代表在第二端部产生的反射光的相移，而m2是整数。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中
修正量a1满足数学公式3，修正量a2满足数学公式4，
数学公式3
a1＝b(loge(s))
其中，b是在发光层的发光分布是从最大发光位置向第一电极延展的情况下，处于2n≤b≤6n范围内的一个值，或者，b是在发光层中的发光分布是从最大发光位置向第二电极延展的情况下，处于-6n≤b≤-2n范围内的一个值，s代表发光层中与发光分布相关的一物理值，即1/e衰减距离，n是在期望引出的光的光谱的峰波长λ处在第一端部和第二端部之间的平均折射率，
数学公式4
a2＝-a1。
3.根据权利要求1所述的显示装置，进一步包括：
一有机层，该有机层包括位于第一电极和第二电极之间的发光层。
4.一种显示单元，包括：
一显示装置，该显示装置包括：处于第一和第二电极之间的一发光层，和一个谐振器结构，该谐振器结构使在第一端部和第二端部之间的发光层中产生的光发生谐振，
其中在第一端部和发光层的最大发光位置之间的光学距离L1满足数学公式5，并且
在第二端部和发光层的最大发光位置之间的光学距离L2满足数学公式6，
数学公式5
L1＝tL1+a1
(2tL1)/λ＝-Φ1/(2π)+m1
其中，tL1代表在第一端部和发光层的最大发光位置之间的理论光学距离，a1代表发光层中以发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出的光的光谱的峰波长，Φ1代表在第一端部产生的反射光的相移，而m1是整数，
数学公式6
L2＝tL2+a2
(2tL2)/λ＝-Φ2/(2π)+m2
其中，t L2代表在第二端部和最大发光位置之间的理论光学距离，a2代表以发光层中发光分布为基础的修正量，λ代表期望引出光的光谱的峰波长，Φ2代表在第二端部产生的反射光的相移，而m2是整数。
5.根据权利要求4所述的显示单元，其中
修正量a1满足数学公式7，修正量a2满足数学公式8，
数学公式7
a1＝b(loge(s))
其中，b是在发光层的发光分布是从最大发光位置向第一电极12延展的情况下，处于2n≤b≤6n范围内的一个值，或者，b是在发光层中的发光分布是从最大发光位置向第二电极延展的情况下，处于-6n≤b≤-2n范围内的一个值，s代表发光层中与发光分布相关的物理值，即1/e衰减距离，n是在期望引出的光的光谱的峰波长λ处在第一端部和第二端部之间的平均折射率，
数学公式8
a2＝-a1。
6.根据权利要求4所述的显示单元，进一步包括：
一有机层，该有机层包括处于第一电极和第二电极之间的发光层。
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| PB01 | Publication | ||
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Granted publication date: 20080109 Termination date: 20151004 |
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