CN102084720B - 有机电致发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够减少由来自包含具有相同颜色的发光层的有机层的光发射导致的色度差的有机电致发光显示装置，所述有机层在包含于像素中的两个子像素上连续形成。该有机电致发光显示装置包括：基板；和层叠于基板上的多个有机电致发光器件，所述多个有机电致发光器件中的每一个包含电极和被电极夹着的有机层，其中，第一有机层和第二有机层在与在基板上形成的像素对应的发光区域中并排布置，并且，经由中间电极在第一有机层和第二有机层上层叠第三有机层。第三有机层具有比第一有机层和第二有机层中的至少一个的发光光谱峰值波长长的发光光谱峰值波长。

Description

有机电致发光显示装置
技术领域
本发明涉及有机EL显示装置，更特别地，涉及在层叠有机电致发光(EL)器件的情况下的发光光谱。 
背景技术
为了延长有机EL显示装置中的器件的寿命，提出了层叠有机EL器件的结构。有机EL器件中的每一个一般具有包含发光层的有机层和夹着有机层的电极。 
根据日本专利申请公开No.2005-174639，各像素包含两个子像素。子像素中的每一个具有这样的结构，在该结构中，具有不同发光颜色的两个有机EL层被层叠以夹着电极。上层的有机EL层具有被设置在每个子像素中的发射蓝光的发光层。 
一般地，有机EL器件具有等于光的波长的厚度，并由此大大受光学干涉效应的影响。当各有机EL层的发光层发光时，在由各构成层的折射率和吸收系数之间的差值导致的反射、折射、透射和吸收的重复之后，光被提取到外面。通过穿过各种路径的光的相长干涉(constructive interference)增加提取光的量。 
关于图1所示的配置，考虑关于光的干涉效应的效果。 
图1是示出在发射绿光的第一有机EL层13上层叠发射蓝光的第三有机EL层16并且在发射红光的第二有机EL层14上层叠发射蓝光的第四有机EL层17的情况的示意图。第三有机EL层16和第四有机EL层17被并排布置。并且，图1示出基板1、第一电极(反射电极)2a和2b、第二电极5和第三电极7。鉴于干涉的影响，从发光位置向光提取方向行进的直进光和在反射电极上被反射并沿光提取方向行进的光之间的干涉效应最大。 
在这种情况下，当满足以下的关系式(1)时，期望由干涉导致提取效率的提高。 
2L/λ+δ/2π＝m    (1) 
这里，L表示发光层的发光区域和反射电极的反射表面之间的光学距离，λ表示发光层的发光光谱峰值波长，δ表示反射电极上的相位偏移量，并且m表示自然数。 
式(1)是在D.G.Deppe等人，Journal of Modern Optics，Volume 41，No.2，第325～344页(1994)中从共振结构的情况下的有机EL发光光谱的相长干涉条件得到的。 
干涉条件式(1)被用于获得m＝2的情况下的第一有机EL层13和第二有机EL层14的发光中的适当的光路长度。结果在表1中示出。 
在表1中，λ1表示在第一有机EL层13的发光中要增强的波长，L1表示第一有机EL层13的发光区域和反射电极2a的反射表面之间的光学距离。 
另外，λ2表示在第二有机EL层14的发光中要增强的波长，L2表示第二有机EL层14的发光区域和反射电极2b的反射表面之间的光学距离。 
并且，λ3表示在第三有机EL层16的发光中要增强的波长。L3表示第三有机EL层16的发光区域和反射电极2a的反射表面之间的光学距离。L4表示第四有机EL层17的发光区域和反射电极2b的反射表面之间的光学距离。 
反射金属膜上的相位偏移基本上为π，并由此在δ等于π的假设下执行计算。使得要增强的波长等于光致发光(PL)峰值波长是合适的，原因是发光效率被提高。PL是在光激发的情况下产生的发光光谱。 
要增强的波长λ1被设为530nm，该波长是来自第一有机EL层13的绿色发光的PL峰值波长。要增强的波长λ2被设为630nm，该波长是来自第二有机EL层14的红色发光的PL峰值波长。要增强的波长λ3被设为450nm，该波长是来自第三有机EL层16和第四有机EL层17的蓝色发光的PL峰值波长。 
从表1显见，当作为要增强的发光波长的PL峰值波长变化时，合适的光路长度变化。 
并且，表1表示从关系式(1)得到的各波长处的最佳干涉距离。根据表1，考虑图1中的L1～L4的设定光学距离。由于L1和L2被调整为与表1中所示的λ1和λ2对应的最佳干涉距离，因此，L1和L2分别是398nm和473nm。 
表1 
Figure DEST_PATH_GPA00001290329700011
这里，考虑以相同厚度形成第三有机EL层16和第四有机EL层17的情况下的干涉效应。 
从图1显见，在第一有机EL层13上层叠第三有机EL层16，并且，在第二有机EL层14上层叠第四有机EL层17。第三有机EL层16和第四有机EL层17被包含于两个子像素中。因此，关于第三有机EL层16的发光区域和反射电极的反射表面之间的光学距离，第一有机EL层13的层叠位置处的光学距离L3与在第二有机EL层14的层叠位置处的在第四有机EL层17的发光区域和反射电极的反射表面之间的光学距离L4不同。 
例如，当L3被设为作为最佳干涉距离的563nm时，L4长出作为L1和L2之间的差值的75nm。 
如上所述，通过光学距离之间的差值改变光学干涉条件。因此，出现从第三有机EL层16发射的光的色度与从第四有机EL层17发射的光的色度不同的问题。 
另一方面，为了在第三有机EL层16和第四有机EL层17中使得光学干涉条件相等并使得色度相等，必需改变第三有机EL层16和第四有机EL层17的厚度并使得发光区域的位置改变。在这种情况下， 出现成膜步骤变得复杂的问题。 
发明内容
因此，本发明的目的是，简化有机EL显示装置，并减少由来自在包含于像素中的两个子像素上连续形成的包含具有相同颜色的发光层的有机EL层的光发射导致的色度差。 
为了解决上述的问题，提供以下的方面。 
提供一种有机EL显示装置，该有机EL显示装置包括： 
基板；和 
层叠于基板上的多个有机电致发光器件，所述多个有机电致发光器件中的每一个包含电极和有机层，所述有机层至少包含发光层并被所述电极夹着， 
其中，有机层包含： 
包含于第一有机电致发光器件中的第一有机层和包含于第二有机电致发光器件中的第二有机层，第一有机层和第二有机层在与像素对应的发光区域中并排布置，其中，夹着第一有机层的电极之间的距离和夹着第二有机层的电极之间的距离不同；和 
经由中间电极在第一有机层和第二有机层上连续层叠的具有相同厚度的第三有机层，并且 
其中，第三有机层具有比第一有机层和第二有机层中的至少一个的发光光谱峰值波长长的发光光谱峰值波长。 
根据本发明，有机EL显示装置能够简化并显示通过减少由来自在两个子像素上连续形成的包含有机发光层的有机EL层的光发射导致的色度差获得的高质量图像。 
参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得明显。 
附图说明
图1是示出常规的有机EL显示装置的示意性截面图。 
图2是示出根据本发明的实施例1的有机EL显示装置的示意性截面图。 
图3是示出本发明的实施例1中的各像素电路的电路图。 
图4是示出根据本发明的实施例2的有机EL显示装置的示意性截面图。 
具体实施方式
以下，参照附图描述根据本发明的实施例的显示装置。 
在说明书中，本技术领域中的众所周知或公知的技术被应用于没有特别示出或描述的部分。以下的实施例仅是本发明的例子。因此，本发明不限于这些实施例。 
(实施例1) 
如图2所示，根据本实施例的有机EL显示装置包括用于各像素的两个子像素。在子像素的每一个中，具有不同发光颜色的两个有机EL层被层叠以夹着电极。 
夹着电极的有机EL层与有机EL器件对应，并且，在有机EL显示装置上布置多个有机EL器件。 
为了便于处理，在两个子像素上连续地形成第三有机EL层。 
有机EL层(有机层)包含发光层并由有机材料制成。可以使用单层型(发光层)和两层型(发光层和空穴注入层)中的任一种。可以使用三层型(电子传输层、发光层和空穴传输层)、四层型(电子注入层、发光层、空穴传输层和空穴注入层)和五层型(电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层)中的任一种。 
有机EL显示装置具有依次在基板1上设置分别具有反射性并用作反射电极的第一电极2a和2b、第一有机EL层(第一有机层)3、第二有机EL层(第二有机层)4、第二电极5(中间电极)、第三有机EL层(第三有机层)6和第三电极7的结构。在第一有机EL层3和第二有机EL层4上层叠第三有机EL层的至少部分。 
第一电极2a和2b在绝缘基板1上形成并用作阳极。 
可望第一电极2a和2b的电极材料为光反射材料，例如Cr、Al、Ag、Cu或Pt。当使用反射率高的材料时，可以提高光提取效率。 
第一电极2a和2b可具有这样的结构，在该结构中，由光反射材料提供反射功能，并且由在光反射材料上形成的诸如ITO膜的透明导电膜提供电极功能。例如，可以提供在Ag反射膜上层叠ITO电极的结构。 
在第一子像素(位于图2的右侧的区域)中，具有蓝色发光颜色的第一有机EL层3和具有红色发光颜色的第三有机EL层6被层叠为夹着第二电极5。 
在第二子像素(位于图2的左侧的区域)中，具有绿色发光颜色的第二有机EL层4和第三有机EL层6被层叠为夹着第二电极5。 
用于第二电极5的材料为例如由ITO或IZO制成的透明导电膜、由Al、Ag或Mg制成的金属导电膜或者其叠层。 
当厚度为约10nm～20nm的金属导电薄膜被用作第二电极5时，第二电极5为半透明膜。因此，可望提高被第一电极2a和2b与第二电极5夹着的第一有机EL层3和第二有机EL层4的共振效果。并且，当第一有机EL层3和第二有机EL层4被配置为满足式(1)时，可望提高共振效果。 
第三有机EL层6在两个子像素中在第二电极5上形成以被层叠于第一有机EL层3和第二有机EL层4之上。 
第三电极7在第三有机EL层6上形成为阴极。 
作为用于形成电极和有机EL层的方法，可以使用常规的公知的方法。例如，可以使用气相沉积方法或转印方法以形成有机EL层。可以使用气相沉积方法或溅射方法以形成电极。 
当如上面描述的那样制造的有机EL显示装置被驱动时，出现第三有机EL层6的发光色度在像素之间变化的问题。 
特别地，当对于两个子像素共同形成的第三有机EL层被形成为相对于第一有机EL层和第二有机EL层更接近光提取侧时，子像素之间的色度差大。 
这是由于，如图2所示，第三有机EL层6和第一电极2a的具有反射性的侧之间的光学距离与第三有机EL层6和第一电极2b的具有反射性的侧之间的光学距离不同。 
为了解决根据光学距离的变化来变化发光色度的问题，根据本实施例，来自第三有机EL层6的光的PL峰值波长被设为比来自第一有机EL层3和第二有机EL层4中的至少一个的光的PL峰值波长大的值。 
使用上述结构的原因如下。 
第一子像素和第二子像素中的光学距离相互不同，由此，各子像素中的干涉效应相互不同。假定当第三有机EL层6的发光颜色是蓝色时以及当其发光颜色是红色时，从有机EL显示装置发射的并具有各发光颜色的发光颜色光谱中的每一个向长波长侧偏移10nm。 
在这种情况下，关于各发光颜色的光谱的峰值波长的变化，蓝色的发光光谱的峰值波长从450nm变为460nm，并且，红色的发光光谱的峰值波长从620nm变为630nm。这表示，与蓝色的发光光谱的峰值波长的变化率相比，红色的发光光谱的峰值波长的变化率相对更小。 
因此，当发光光谱中的每一个的峰值波长的变化率小时，由光学距离差异导致的色度的变化的影响小。 
因此，如上所述，来自第三有机EL层6的光的PL峰值波长被设为比来自第一有机EL层3和第二有机EL层4中的至少一个的光的PL峰值波长大的值。 
一般地，蓝色的PL峰值波长为约440nm～470nm，绿色的PL峰值波长为约510nm～540nm，并且，红色的PL峰值波长为约600nm～630nm。因此，当像素具有R、G和B三种颜色时，如本实施例那样，使用这样的结构是非常合适的，在该结构中，对于两个子像素共同形成的第三有机EL层6包含具有最长波长的红色的发光层。 
即使在不同色度的情况下，对于第三有机EL层6来说使用容易被人眼感测为相同颜色的绿色的发光层是合适的。特别地，可望使用绿色的发光层，这是由于色度差比具有最短波长的蓝色的发光层的情 况小。 
表2示出本实施例中的各颜色的有机EL层的发光色度。 
对于两个子像素共同形成第三有机EL层6，并且，出于上述原因，发光色度在两个子像素之间变化。 
在本实施例中，根据表2，第三有机EL层6中的子像素之间的发光色度差为表示为CIExy上的几何距离Δxy的0.021。 
被设为基本上与人实际感测的颜色感测差成比例的u′v′色度上的几何距离为0.038。 
表2 
Figure BPA00001290330300081
<有机EL显示装置中的各像素电路> 
图3示出如上面描述的那样制造的有机EL显示装置中的各像素电路。 
各子像素包含开关薄膜晶体管(TFT)8a、8b和8c，驱动器TFT9a、9b和9c，分别层叠于驱动器TFT 9a、9b和9c上的有机EL器件(发光器件)，以及电容器10a、10b和10c。 
开关TFT 8a、8b和8c的栅电极与栅极信号线11连接。开关TFT8a、8b和8c的源极区域分别与源极信号线12a、12b和12c连接，并且，其漏极区域分别与驱动器TFT 9a、9b和9c的栅电极连接。 
驱动器TFT 9a、9b和9c的源极区域与电源线13连接。驱动器TFT 9a、9b和9c的漏极区域与发光器件的端子电极连接。例如，驱动器TFT 9a、9b和9c的漏极区域与如图2所示的第一电极2a和2b以及第三电极7连接。 
电容器10a、10b和10c被形成为使得其第一电极与驱动器TFT9a、9b和9c的栅电极连接并且其第二电极与接地端子(GND)连接。 
如上所述，驱动器TFT 9a、9b和9c以及有机EL器件被串联连接。流入发光器件中的电流基于从源极信号线12a、12b和12c供给的数据信号被驱动器TFT 9a、9b和9c控制，以执行发光控制。 
(比较实施例1) 
比较实施例1表示经由电极在包含绿色(在表中由G表示，G是绿色的缩写)的发光层的有机EL层和包含红色(在表中由R表示，R是红色的缩写)的发光层的有机EL层上对于两个子像素共同形成包含蓝色(在表中由B表示，B是蓝色的缩写)的发光层的有机EL层的情况。 
在比较实施例1中，实施例1中的红色的有机EL层和蓝色的有机EL层被互换。 
表3表示比较实施例1中的各颜色的有机EL层的发光色度。 
在比较实施例1中，如实施例1那样，对于两个子像素共同形成的蓝色的有机EL层的发光色度在子像素之间变化。特别地，子像素之间的发光色度差作为Δxy为0.123，并且作为Δu′v′为0.282。 
因此，从表2和表3显见，如实施例1那样，对于两个子像素共同形成包含具有最长波长的红色的发光层的有机EL层的结构在两个子像素之间具有小的色度差。 
因此，根据实施例1，对于两个子像素共同形成的有机EL层的发光层中的子像素之间的色度差小，由此，可以在通过简单的过程制造的有机EL显示装置上显示高质量的图像。 
表3 
Figure BPA00001290330300091
(实施例2) 
如图4所示，根据本实施例的有机EL显示装置包含用于各像素的两个子像素。在子像素中的每一个中，具有不同的发光颜色的两个有机EL层被层叠以夹着电极。 
为了便于处理，对于两个子像素共同形成第三有机EL层6。 
有机EL显示装置具有依次在基板1上设置具有反射性的第一电极2、第三有机EL层6、第二电极5、第一有机EL层3、第二有机EL层4和第三电极7的结构。 
最大光学干涉效应是从各发光区域发射并沿光提取方向(向着图4的第三电极7侧)行进的光与从各发光区域发射、在第一电极2上被反射并然后沿光提取方向行进的光之间的干涉效应。与在光提取表面侧上出现的反射光的干涉也是重要的并由此在实施例2中被描述。 
特别地，在实施例2中，第三电极7是由Ag制成的金属半透明膜，由此，干涉效应根据第三有机EL层的发光区域和第三电极7的反射表面之间的光学距离在两个子像素之间变化。 
第一有机EL层3和第二有机EL层4具有不同的发光颜色，由此，在光学干涉效应方面，第一有机EL层3和第二有机EL层4在厚度上相互不同。如图4所示，两个有机EL层在厚度上相互不同，由此，第三有机EL层的发光区域和位于光提取侧的反射表面之间的光学距离L5和L6在子像素之间变化。 
因此，关于第三有机EL层6的光学干涉效应在第一有机EL层3的层叠位置和第二有机EL层4的层叠位置之间变化。作为结果，出现第三有机EL层6的发光色度在子像素之间变化的问题。 
为了解决上述的问题，根据本实施例，来自第三有机EL层6的光的PL峰值波长被设为比来自第一有机EL层3和第二有机EL层4中的至少一个的光的PL峰值波长大的值。 
使用上述结构的原因如下。 
第一子像素和第二子像素中的光学距离相互不同，由此，各子像素中的干涉效应相互不同。假定当第三有机EL层6的发光颜色是蓝 色时以及当其发光颜色是红色时，从有机EL显示装置发射并具有各发光颜色的光的光谱中的每一个向长波长侧偏移10nm。 
在这种情况下，关于各发光颜色的光谱的峰值波长的变化，蓝色的发光光谱的峰值波长从450nm变为460nm，并且，红色的发光光谱的峰值波长从620nm变为630nm。这表示，与蓝色的发光光谱的峰值波长的变化率相比，红色的发光光谱的峰值波长的变化率相对更小。 
因此，当发光光谱中的每一个的峰值波长的变化率小时，由光学距离差导致的色度变化的影响小。 
因此，如上所述，来自第三有机EL层6的光的PL峰值波长被设为比来自第一有机EL层3和第二有机EL层4中的至少一个的光的PL峰值波长大的值。 
表4示出实施例2中的各颜色的有机EL层的发光色度。 
出于上述的原因，对于两个子像素共同形成第三有机EL层6，并且，发光色度在两个子像素之间变化。 
在实施例2中，根据表4，第三有机EL层6中的子像素之间的发光色度差为表示为CIExy上的几何距离Δxy的0.007。被设为基本上与人实际感测的颜色感测差成比例的u′v′色度上的几何距离为0.050。 
表4 
如上所述，根据实施例2，对于两个子像素共同形成的有机EL层的发光层中的子像素之间的色度差小，由此，可以在通过简单的过程制造的有机EL显示装置上显示高质量的图像。 
驱动方法可与实施例1中的相同，或者，可以使用公知的驱动方 法，由此，其描述被省略。 
可对于三个有机EL层共同使用使第一有机EL层3和第二有机EL层4与第三有机EL层6分离的中间电极(图2中的第二电极5)，或者将其分成三个电极。 
在实施例1和2中描述了顶部发光型。即使在底部发光型中，本发明也是有效的。在底部发光型的情况下，光提取侧是基板1侧。 
(比较实施例2) 
比较实施例2表示经由电极在包含绿色(在表中由G表示，G是绿色的缩写)的发光层的有机EL层和包含红色(在表中由R表示，R是红色的缩写)的发光层的有机EL层下对于两个子像素共同形成包含蓝色(在表中由B表示，B是蓝色的缩写)的发光层的有机EL层的情况。 
在比较实施例2中，实施例2中的红色的有机EL层和蓝色的有机EL层被互换。 
表5表示比较实施例2中的各颜色的有机EL层的发光色度。对于两个子像素共同形成的蓝色的有机EL层的发光色度在子像素之间变化。特别地，子像素之间的发光色度差作为Δxy为0.017并且作为Δu′v′为0.168。 
因此，从表4和表5显见，如实施例2那样，对于两个子像素共同形成包含具有最长波长的红色的发光层的有机EL层的结构在子像素之间具有小的色度差。 
表5 
Figure BPA00001290330300121
虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限 于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式以及等同的结构和功能。 
本申请要求在2008年7月11日提交的日本专利申请No.2008-181507和在2009年7月9日提交的日本专利申请No.2009-162847的益处，在此通过引用并入其全部内容。 

Claims (6)

1.一种有机电致发光显示装置，包括：
基板；和
层叠于基板上的多个有机电致发光器件，所述多个有机电致发光器件中的每一个包含电极和有机层，所述有机层至少包含发光层并被所述电极夹着，
其中，有机层包含：
包含于第一子像素中的第一有机层和包含于第二子像素中的第二有机层，第一有机层和第二有机层在与包含第一子像素和第二子像素的像素对应的发光区域中并排布置，其中，夹着第一有机层的电极之间的距离和夹着第二有机层的电极之间的距离不同；和
经由中间电极在第一有机层和第二有机层上连续层叠的具有相同厚度的第三有机层，并且
其中，第三有机层具有比第一有机层和第二有机层中的至少一个的发光光谱峰值波长长的发光光谱峰值波长。
2.根据权利要求1的有机电致发光显示装置，其中，设置在第一有机层和第二有机层与第三有机层之间的中间电极包含金属薄膜。
3.根据权利要求1的有机电致发光显示装置，其中，第三有机层具有红色的发光颜色。
4.根据权利要求1的有机电致发光显示装置，其中，第三有机层具有绿色的发光颜色。
5.根据权利要求1的有机电致发光显示装置，其中，
第一子像素满足下式(1)：
2L1/λ1+δ/2π＝m    (1)
这里，L1表示第一有机层中的发光层的发光区域和被设置在第一有机层和基板之间的电极的反射表面之间的光学距离，λ1表示第一有机层中的发光层的发光光谱峰值波长，δ表示设置在第一有机层和基板之间的电极上的相位偏移量，并且m表示自然数；并且，
第二子像素满足下式(2)：
2L2/λ2+δ/2π＝m    (2)
这里，L2表示第二有机层中的发光层的发光区域和被设置在第二有机层和基板之间的电极的反射表面之间的光学距离，λ2表示第二有机层中的发光层的发光光谱峰值波长，δ表示设置在第二有机层和基板之间的电极上的相位偏移量，并且m表示自然数。
6.一种有机电致发光显示装置，包括：
基板；和
层叠于基板上的多个有机电致发光器件，所述多个有机电致发光器件中的每一个包含电极和被电极夹着的有机层，
其中，有机层包含：
在与像素对应的发光区域中在两个子像素上连续形成的具有相同厚度的第一有机层；和
在第一有机层上并排布置的第二有机层和第三有机层，其中，夹着第二有机层的电极之间的距离和夹着第三有机层的电极之间的距离不同，并且
其中，第一有机层具有比第二有机层和第三有机层中的至少一个的发光光谱峰值波长长的发光光谱峰值波长。
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