CN102222682B - 有机电致发光显示单元及其制造方法和该方法中所用溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机电致发光显示单元及其制造方法和该方法中所用的溶液。有机电致发光显示单元包括：设置在基板上的每个装置的下电极；设置在所述下电极上每个装置的第一空穴注入/传输层；所述第一颜色的第二有机发光层，其设置在所述第二有机电致发光装置的所述空穴注入/传输层上；以及在整个表面上顺序设置的由低分子材料制成的第二空穴注入/传输层、蓝色的第一有机发光层、电子注入/传输层和上电极。该有机EL显示单元能够改善蓝色有机EL装置的发光效率和寿命特性，并防止红色发光层和绿色发光层上的特性改变。
Description
相关申请的交叉参考
本申请包含与2010年4月9日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2010-090724和2010年6月21日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2010-140561的公开内容相关的主题，将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及利用有机电致发光(EL)现象发光的有机电致发光显示单元及该有机EL显示单元的制造方法和该方法中所用溶液。
背景技术
随着信息通信产业的加速发展，需要先进性能的显示装置。有机EL装置作为下一代显示装置引起了人们的关注，作为自发发射显示装置，有机EL装置不仅具有宽视角及优良对比度的优点，还具有快速的响应时间。
组成有机EL装置的发光层等的材料主要分类为低分子材料和聚合物材料。众所周知，低分子材料表现出较高的发光效率和较长的寿命，尤其是，低分子材料具有较高的蓝色性能。
另外，作为形成有机EL装置的有机层的形成方法，可通过诸如真空蒸发法等干蚀工艺(蒸镀法)形成低分子材料，通过诸如旋涂法、喷墨法和喷嘴涂覆法等湿式工艺(涂覆法)形成高分子材料。
真空蒸发法的优点在于无需在溶剂中溶解有机薄膜材料的形成材料且无需在薄膜形成后去除溶剂。然而，真空蒸发法具有如下缺点，比如，难以通过金属掩膜来分离涂层、由于尤其制造大尺寸面板的装置的制造成本较高而难以应用到大屏幕基板、以及难以大规模生产等缺点。因此，能够相对容易地增大显示屏面积的喷墨法和喷嘴涂覆法受到关注。
然而，在喷墨法和喷嘴涂覆法所使用的聚合物材料之中，蓝色发光材料尤其具有低发光效率和低使用寿命的特性，因此不实用。因此，难以通过湿式工艺模式进行图形化。
例如，未经审查的日本专利申请公开文本号2006-140434公开了一种显示单元，在该显示单元中，通过真空蒸发法在红色发光层和绿色发光层的上部形成作为公共层的蓝色发光层和后续层，通过包括喷墨法的湿式工艺形成该红色发光层和绿色发光层。由于上述结构的原因，无需对蓝色发光层进行微图案化(micro-patterning)，从而尺寸增加的可能性变高。
然而，通过未经审查的日本专利申请公开文本号2006-140434中所披露的方法形成的有机EL显示单元在实际使用方面存在两个明显问题。一个问题是蓝色有机EL装置的发光特性。由于通过诸如喷墨法等涂覆法形成蓝色空穴注入/传输层，所以界面的残余溶剂和环境污染导致在发光界面上形成势垒。于是，蓝色有机EL装置的发光效率降低，使用寿命减少。第二个问题是红色有机EL装置和绿色有机EL装置的发光特性。在通过蒸发法在由诸如喷墨法等涂覆法所形成的红色发光层和绿色发光层上形成蓝色发光层的情况下，位于由涂覆法形成的膜和由蒸发法形成的膜之间的界面势垒会扰乱载流子平衡。因此红色有机EL装置和绿色有机EL装置的发光效率降低，使用寿命减少，且发光色度也会改变。由于上述原因，需要对有机EL显示单元进一步改进。
发明内容
鉴于上述问题，本发明旨在提供一种能够在防止红色发光层和绿色发光层上的特性改变的同时改善蓝色有机EL装置的发光效率和寿命特性的有机EL显示单元、一种该有机EL显示单元的制造方法和该方法中所用溶液。
根据本发明实施例，提供了一种有机EL显示单元，所述有机EL显示单元包括下述元件A～F：
A：下电极，蓝色的第一有机电致发光装置和第一颜色的第二有机电致发光装置中的每个有机电致发光装置的所述下电极设置在基板上，所述第一颜色不同于蓝色；
B：第一空穴注入/传输层，其设置在所述第一有机电致发光装置和所述第二有机电致发光装置中的每个有机电致发光装置的所述下电极上，所述第一空穴注入/传输层具有空穴注入特性和空穴传输特性中的至少一个特性；
C：所述第一颜色的第二有机发光层，其设置在所述第二有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层上；
D：第二空穴注入/传输层，其设置在所述第二有机发光层的整个表面上和第一有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层的整个表面上，所述第二空穴注入/传输层是由低分子材料制成；
E：蓝色的第一有机发光层，其设置在所述第二空穴注入/传输层的整个表面上；
F：电子注入/传输层和上电极，所述电子注入/传输层具有电子注入特性和电子传输特性中的至少一个特性，所述电子注入/传输层和所述上电极顺序布置在所述第一有机发光层的整个表面上。
在此，低分子材料例如是具有5万以下重量平均分子量的单体。虽然指出了分子量的理想范围，但本发明并不一定排除具有超过上述范围分子量的低分子材料。
在本发明的有机EL显示单元中，由低分子材料制成的第二空穴注入/传输层设置在蓝色第一有机EL装置的第一空穴注入/传输层的整个表面上和第一颜色的第二有机发光层的整个表面上。因此，改善了空穴注入到第一有机发光层的空穴注入效率。
根据本发明的实施例，提供了一种有机EL显示单元的制造方法，所述制造方法包括下述步骤A～F：
A：在基板上为蓝色的第一有机电致发光装置和第一颜色的第二有机电致发光装置中的每个有机电致发光装置设置下电极，所述第一颜色不同于蓝色；
B：通过涂覆法在所述第一有机电致发光装置和所述第二有机电致发光装置中的每个有机电致发光装置的所述下电极上形成第一空穴注入/传输层，所述第一空穴注入/传输层具有空穴注入特性和空穴传输特性中的至少一个特性；
C：通过涂覆法在所述第二有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层上形成所述第一颜色的第二有机发光层；
D：通过蒸发法在所述第二有机发光层的整个表面上和所述第一有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层的整个表面上形成由低分子材料制成的第二空穴注入/传输层；
E：通过蒸发法在所述第二空穴注入/传输层的整个表面上形成蓝色的第一有机发光层；
F：在所述第一有机发光层的整个表面上顺序形成电子注入/传输层和上电极，所述电子注入/传输层具有电子注入特性和电子传输特性中的至少一个特性。
在有机EL显示单元的制造方法中，通过蒸发法在蓝色第一有机EL装置的第一空穴注入/传输层的整个表面上和第一颜色的第二有机发光层的整个表面上设置由低分子材料制成的第二空穴注入/传输层。因此，改善了蓝色有机发光层的界面，并改善空穴注入到第一有机发光层的空穴注入效率。
根据本发明的实施例，提供了一种用于通过涂覆法在具有前述构造的有机EL显示单元中形成第二有机发光层的溶液。该溶液是由溶解在有机溶剂中的聚合物材料和低分子材料组成。
根据上述有机EL显示装置和该有机EL显示装置的制造方法，通过蒸发法在蓝色第一有机EL装置的第一空穴注入/传输层和第一颜色的第二有机发光层的整个表面上设置由低分子材料制成的第二空穴注入/传输层。因此，改善了蓝色有机发光层的界面，并改善空穴注入到第一有机发光层的空穴注入效率。由此，能够改善第一有机EL装置的发光效率和寿命特性。因此，能够进一步增加由第一有机EL装置和第二有机EL装置布置形成的有机EL显示装置的发光效率和寿命。此外，第二空穴注入/传输层位于第二有机发光层上。由于第二空穴注入/传输层除具有空穴注入/传输功能之外还用作电子传输层，所以向第二有机发光层注入电子的电子注入特性没有受到抑制。因此，能够抑制红色有机EL装置和绿色有机EL装置中发光效率和寿命的降低及发光色度的改变。
在下面的说明中更全面地解释了本发明的其它目的、特征和优点。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的有机EL显示单元构造的示图。
图2是表示图1所示的像素驱动电路示例的示图。
图3是表示图1所示的显示区域结构的剖面图。
图4是表示图1所示的有机EL显示单元的制造方法流程的示图。
图5A～5C是按照步骤顺序表示图4所示的制造方法的剖面图。
图6A～6D是表示图5A～5C后续步骤的剖面图。
图7A～7C是表示图6A～6D后续步骤的剖面图。
图8是表示本发明第二实施例的有机EL显示单元构造的剖面图。
图9是表示包括前述实施例的显示单元的模块的示意性构造的平面图。
图10是表示前述实施例的显示单元的第一应用示例的外观的立体图。
图11A是表示第二应用示例的外观的前视立体图，图11B是表示第二应用示例的外观的后视立体图。
图12是表示第三应用示例的外观的立体图。
图13是表示第四应用示例的外观的立体图。
图14A和图14B分别是处于打开状态的第五应用示例的正视图和侧视图，图14C～图14F分别是处于合上状态的第五应用示例的正视图、左视图、其右视图、俯视图和仰视图。
图15是表示HOMO值和亮度半寿期(half-lifetime)之间关系的特性图。
具体实施方式
下文将参照附图具体说明本发明的实施例。以下述顺序进行说明：
1.第一实施例(在红色/绿色发光层和蓝色空穴传输层上形成第二空穴注入/传输层的有机EL显示单元)
2.第二实施例(未设有蓝色空穴传输层且在蓝色空穴注入层上形成第二空穴注入/传输层的有机EL显示单元)
第一实施例
图1表示本发明第一实施例的有机EL显示单元的构造。有机EL显示单元用作有机EL电视装置等。例如，在有机EL显示单元中，下文所述的多个红色有机EL装置10R、多个绿色有机EL装置10G和多个蓝色有机EL装置10B在基板11上以矩阵形式形成为显示区域110。在显示区域110的外围设置信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130，信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130是用于图片显示的驱动器。
在显示区域110内设置像素驱动电路140。图2表示像素驱动电路140的示例。如下文所述，像素驱动电路140是形成在位于下电极14下方的层中的有源驱动电路。也就是说，像素驱动电路140具有驱动晶体管Tr1、写入晶体管Tr2、位于驱动晶体管Tr1和写入晶体管Tr2之间的电容(记忆电容)Cs和在第一电源线(Vcc)和第二电源线(GND)之间串联连接到驱动晶体管Tr1的红色有机EL装置10R(或绿色有机EL装置10G或蓝色有机EL装置10B)。驱动晶体管Tr1和写入晶体管Tr2是由普通薄膜晶体管(TFT)构成。驱动晶体管Tr1和写入晶体管Tr2的结构不限于此，例如也可以是逆交错结构(inverselystaggeredstructure)(所谓的底栅型)或交错结构(staggeredstructure)(顶栅型)。
在像素驱动电路140中，在列方向上布置多个信号线120A，在行方向上布置多个扫描线130A。每个信号线120A和每个扫描线130A之间的交叉点对应于任一红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B(子像素)。每个信号线120A均连接到信号线驱动电路120。通过信号线120A将图像信号从信号线驱动电路120提供到写入晶体管Tr2的源极。每个扫描线130A均连接到扫描线驱动电路130。通过扫描线130A将扫描信号从扫描线驱动电路130顺序提供到写入晶体管Tr2的栅极。
此外，在显示区域110中顺序布置产生红色光的红色有机EL装置(第二有机EL装置)10R、产生绿色光的绿色有机EL装置(第二有机EL装置)10G和产生蓝色光的蓝色有机EL装置(第一有机EL装置)10B，以整体地形成矩阵。相邻的红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B构成单个像素。
图3表示图1所示的显示区域110的剖面结构。红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B均具有下述结构：隔着像素驱动电路140的前述驱动晶体管Tr1和平坦化绝缘膜(未图示)，从基板11侧起顺序层叠作为阳极的下电极14、分隔壁15、包括发光层16C的有机层16(将在下文中说明)和作为阴极的上电极17。
使用保护层20覆盖诸如此类的红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B。此外，由玻璃等制成的密封基板40通过密封基板40与保护层20之间的粘接层黏合在保护层20的整个表面上方，从而密封红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B，粘接层是由热固树脂或紫外线固化树脂等组成。
基板11是支撑体，在基板11中，红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B形成为布置在基板11的一个主表面上。基板11可以例如是石英、玻璃、金属箔或者树脂膜或片等已知基板。具体地，基板11优选为石英或玻璃。在使用树脂的情况下，材料的示例包括以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为代表的甲基丙烯酸树脂、诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)和聚萘二甲酸丁二酯(PBN)等聚酯、以及聚碳酸酯树脂。但是，在此示例中，需要堆叠结构和表面处理以便抑制水渗透和气体渗透。
在基板11上设置每个红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B的下电极14。下电极14具有例如10nm～1000nm(包含两端点值)的层叠方向厚度(下文中简称为厚度)。下电极14的示例材料包括诸如铬(Cr)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨(W)和银(Ag)等金属元素的单质或合金。此外，下电极14可具有由金属膜和透明导电膜组成的层叠构造，上述金属膜是由前述金属元素的单质或合金制成，上述透明导电膜是由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(InZnO)、氧化锌(ZnO)和铝(Al)的合金等制成。在下电极14用作阳极的情况下，下电极14优选地是由具有高空穴注入特性的材料制成。然而，只要提供合适的空穴注入层，甚至诸如铝(Al)合金等的如下材料也能用作下电极14：在该材料中，由于表面上存在氧化隔膜以及由于小的功函数的原因而使空穴注入势垒成为问题。
分隔壁15提供下电极14和上电极17之间的绝缘，分隔壁15使发光区域形成为期望形状。此外，在下文所述的制造过程中，分隔壁15还在喷墨法或喷嘴涂覆法的涂覆期间用作分隔壁。分隔壁15例如具有由正型感光聚苯并噁唑(或正型感光聚酰亚胺等感光树脂制成的上分隔壁15B，以及由诸如SiO2等无机绝缘材料制成的下分隔壁15A。在分隔壁15上设置对应于发光区域的开口。虽然有机层16和上电极17可以设置在开口中及分隔壁15上，但仅在分隔壁15的开口中产生发光效应。
红色有机EL装置10R的有机层16例如具有下述构造：从下电极14侧起顺序层叠空穴注入层16AR、空穴传输层16BR、红色发光层16CR、公共空穴传输层(第二空穴注入/传输层)16D、蓝色发光层16CB、电子传输层16E和电子注入层16F。绿色有机EL装置10G的有机层16例如具有下述构造：从下电极14侧起顺序层叠空穴注入层16AG、空穴传输层16BG、绿色发光层16CG、公共空穴传输层16D、蓝色发光层16CB、电子传输层16E和电子注入层16F。蓝色有机EL装置10B的有机层16例如具有下述构造：从下电极14侧起顺序层叠空穴注入层16AB、空穴传输层16BB、公共空穴传输层16D、蓝色发光层16CB、电子传输层16E和电子注入层16F。其中，公共空穴传输层16D、蓝色发光层16CB、电子传输层16E和电子注入层16F设置成为红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B的公共层。
空穴注入层16AR、16AG和16AB用于改善空穴注入到每个发光层16C(红色发光层16CR、绿色发光层16CG和蓝色发光层16CB)的效率，因此它们是用于防止泄漏的缓冲层。红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B的空穴注入层16AR、16AG和16AB分别设置在下电极14上。
例如，空穴注入层16AR、16AG和16AB的厚度优选为5nm～100nm(包括两端点值)，更优选为8nm～50nm(包括两端点值)。根据电极材料和相邻层的关系，适当选择空穴注入层16AR、16AG和16AB的组成材料。该组成材料的示例包括：聚苯胺(polyaniline)、聚噻吩(polythiophene)、聚吡咯(polypyrrole)、聚苯乙炔(polyphenylenevinylene)、聚噻吩乙炔(polythienylenevinylene)、聚喹啉(polyquinoline)、聚喹噁啉(polyquinoxaline)、或其衍生物、诸如在主链或侧链上包含芳香胺(aromaticamine)结构的聚合物等导电聚合物、金属酞菁(metalphthalocyanine)(诸如酞菁铜(copperphthalocyanine))、碳等。
在空穴注入层16AR、16AG和16AB的材料是聚合物材料的情况下，其重量平均分子量(Mw)是5千～30万(包括两端点值)，尤其是优选为约1万～20万(包括两端点值)。此外，虽然可使用Mw为约2千～10万(包括两端点值)的低聚物，但如果Mw低于5千，当形成空穴传输层的后续层时，空穴注入层会溶解。此外，如果Mw超过30万，则材料可能胶化，难以形成膜。
用作空穴注入层16AR、16AG和16AB的组成材料的导电聚合物的典型示例包括聚苯胺、寡聚苯胺(oligoaniline)和诸如聚3，4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)等聚二氧噻吩(polydioxythiophene)。此外，导电聚合物示例还包括：市售的由世泰科股份有限公司(H.C.starckGmbH)制造的Nafion(商标)聚合物、市售的由日本日产化学工业株式会社(NissanChemicalIndustries.Ltd.)制造的商品名为Liquion(商标)的溶解形式的ELsource(商标)聚合物、或由综研化学有限公司工程(SokenChemical&EngineeringCo.，Ltd.)制造的Verazol(商标)导电聚合物。
红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G的空穴传输层16BR和16BG用于改善空穴传输到红色发光层16CR和绿色发光层16CG的效率。红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G的空穴传输层16BR和16BG分别设置在空穴注入层16AR和16AG上。
尽管取决于装置的整体结构，但电子空穴传输层16BR和16BG的厚度例如优选为10nm～200nm(包括两端点值)，更优选为15nm～150nm(包括两端点值)。可将能溶解在有机溶剂中的发光材料用作组成空穴传输层16BR和16BG的聚合物材料，例如聚乙烯基咔唑(polyvinylcarbazole)、聚芴(polyfluorene)、聚苯胺、聚硅烷(polysilane)、或其衍生物、在主链或侧链上包含芳香胺结构的聚硅氧烷衍生物、聚噻吩或其衍生物或聚吡咯。
在空穴传输层16BR和16BG中所用材料是聚合物材料的情况下，重量平均分子量(Mw)是5万～30万(包括两端点值)，尤其是，优选为10万～20万(包括两端点值)。如果Mw低于5万，聚合物材料中的低分子组分会在发光层16C的形成期间丢失，从而在空穴注入层16A和空穴传输层16B中形成斑点。因此，有机EL装置的初始性能变差，使装置劣化。同时，如果Mw超过30万，则材料可能胶化，难以形成膜。重量平均分子量(Mw)的值是由将四氢呋喃(tetrahydrofuran)用作溶剂的凝胶渗透色谱法(GPC)所确定的聚苯乙烯的折合重量平均分子量。
由于施加电场，红色发光层16CR和绿色发光层16CG产生电子空穴的再结合而发光。尽管取决于装置的整体结构，但红色发光层16CR和绿色发光层16CG的厚度例如优选为10nm～200nm(包括两端点值)，更优选为15nm～150nm(包括两端点值)。红色发光层16CR和绿色发光层16CG是由通过向聚合物(发光)材料中添加低分子材料所形成的混合物组成。该低分子材料优选为单体或由2～10种(包括两端点值)单体键合且重量平均分子量为5万以下的低聚物。平均分子量超过前述范围的低分子材料并不一定排除在外。
如下文中所详述的，红色发光层16CR和绿色发光层16CG例如通过喷墨法等涂覆法形成。在形成期间，使用至少一种有机溶剂溶解聚合物材料和低分子材料，该有机溶剂例如为甲苯、二甲苯、苯甲醚、环己酮(cyclohexanone)、均三甲苯(1，3，5-三甲基苯(1，3，5-trimethylbenzene))、假枯烯(1，2，4-三甲基苯(1，2，4-trimethylbenzene))、二氢苯并呋喃(dihydrobenzofuran)、1，2，3，4-四甲基苯(1，2，3，4-tetramethylbenzene)、四氢萘(tetraline)、环己基苯(cyclohexylbenzene)、1-甲基萘(1-methylnaphthalene)、对甲氧基苄醇(p-anisylalcohol)、二甲基萘(dimethylnaphthalene)、3-甲基联苯(3-methylbiphenyl)、4-甲基联苯(4-methylbiphenyl)、3-异丙基联苯(3-isopropylbiphenyl)、或单异丙基萘(monoisopropylnaphthalene)。红色发光层16CR和绿色发光层16CG是由该混合物形成。
组成红色发光层16CR和绿色发光层16CG的聚合物材料示例包括聚芴聚合物衍生物(polyfluorenepolymerderivative)、聚(对苯乙炔)衍生物((poly)paraphenylenevinylenederivative)、聚苯衍生物(polyphenylenederivative)、聚乙烯基咔唑衍生物(polyvinylcarbazolederivative)、聚噻吩衍生物(polythiophenederivative)、苝颜料(perylenedye)、香豆素颜料(coumarindye)、若丹明颜料(rhodamindye)和掺杂有有机EL材料的前述聚合物。可使用红荧烯(rubrene)、苝、9，10-二苯蒽(9，10-diphenylanthracene)、四苯基丁二烯(tetraphenylbutadiene)、尼罗红(nilered)、香豆素6等作为掺杂材料。
优选地，向组成红色发光层16CR和绿色发光层16CG的聚合物材料中添加低分子材料。由此，改善从作为公共层的蓝色发光层16CB向红色发光层16CR和绿色发光层16CG注入空穴和电子的效率。下面将说明其原理。
在现有技术的有机EL发光装置中，作为公共层，由低分子材料组成的蓝色发光层16CB形成在仅由聚合物组成的红色发光层16CR和绿色发光层16CG上部。红色发光层16CR和绿色发光层16CG的能级与蓝色发光层16CB的能级之间的差异较大。因此，在蓝色发光层16CB和红色发光层16CR之间以及蓝色发光层16CB和绿色发光层16CG之间的空穴或电子注入效率极低。此外，如上所述，还存在聚合物材料组成的发光层可能无法充分获得期望特性的问题。根据本发明，为改善空穴或电子的注入特性，将能够降低红色发光层16CR和绿色发光层16CG的能级与蓝色发光层16CB的能级之间差异的低分子材料(单体或低聚物)添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG中。在此，本发明考虑到了红色发光层16CR和绿色发光层16CG的最高占据分子轨道(HOMO)能级和最低未占分子轨道(LUMO)能级、蓝色发光层16CB的HOMO能级和LUMO能级以及添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG中的低分子材料的HOMO能级和LUMO能级之间的关系。具体添加的低分子材料可选择具有如下值的化合物：低于红色发光层16CR和绿色发光层16CG的各个LUMO，高于蓝色发光层16CB的LUMO，高于红色发光层16CR和绿色发光层16CG的各个HOMO，且低于蓝色发光层16CB的HOMO。
此外，添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG的低分子材料是指实际上具有单一分子量的材料，而不是指与如下化合物相同的材料：该化合物是由低分子量化合物在链反应中重复相同反应或相似反应而产生的高分子量聚合物或缩合聚合物的分子组成。此外，由于加热时在分子之间并不产生新的化学键合，因此材料以单个分子形式存在。由于具有在一定程度上小于例如5万或以上的较大分子量材料的分子量的材料便于调整空穴或电子的迁移率、带隙、溶剂中的可溶性等方面，所以上述低分子材料的重量平均分子量(Mw)优选为5万以下。此外，添加的低分子量材料的量优选为使得在红色发光层16CR或绿色发光层16CG中所用的聚合物材料与低分子材料的混合重量比为10∶1～1∶2(包括两端点值)。在聚合物材料与低分子材料的混合比高于10∶1的情况下，添加低分子材料所获得的效果降低。此外，在混合比低于1∶2的情况下，难以获得聚合物材料作为发光材料的特性。
如上所述，通过添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG中的低分子材料能够更容易地调节空穴和电子的载流子平衡。因此，抑制了由于公共空穴传输层16D、蓝色发光层16CB和电子传输层16E的形成所导致的向红色发光层16CR和绿色发光层16CG注入电子和传输空穴特性的降低。也就是说，能够抑制红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G的发光效率和寿命的降低、抑制驱动电压的增加，并能够抑制发光色度的改变。
例如可使用下述材料作为低分子材料：苯、苯乙烯胺(styrylamine)、三苯胺(triphenylamine)、卟啉、氮杂苯并菲(triphenylene)、氮杂苯并菲(azatriphenylene)、四氰基对苯醌二甲烷(tetracyanquinodimethane)、三唑、咪唑、噁二唑、聚芳烷(polyarylalkane)、苯二胺(phenylenediamine)、芳胺、噁唑、蒽、芴酮、腙、二苯乙烯(stilbene)、或其衍生物、或诸如聚硅烷化合物、乙烯基咔唑(vinylcarbazole)化合物、噻吩化合物或苯胺化合物等杂环共轭单体或低聚物。
低分子材料的具体示例包括但不限于：α-萘基苯基苯二胺(α-naphthylphenylphenylenediamine)、卟啉、金属四苯基卟啉(metaltetraphenylporyphyrin)、金属萘酞菁(metalnaphthalocyanine)、六氰基氮杂苯并菲(hexacyanoazatriphenylene)、7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷(7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane)(TCNQ)、7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟对苯醌二甲烷(7，7，8，8-tetracyano-2，3，5，6-tetrafluoroquinodimethane)(F4-TCNQ)、四氰基-4，4，4-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(tetracyano-4，4，4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)、N，N，N′，N′-四(对甲苯基)对苯二胺、N，N，N′，N′-四苯基-4，4’-二氨基联苯(N，N，N′，N′-tetraphenyl-4，4′-diaminobiphenyl)、N-苯基咔唑(N-phenylcarbazole)、4-二-对甲苯基氨基二苯乙烯(4-di-p-tolylaminostilbene)、聚(对苯乙炔)(poly(paraphenylenevinylene))、聚(噻吩乙炔)(poly(thiophenevinylene))和聚(2，2′-噻吩基吡咯)。
更具体地，给出由下述分子式1～3表示的低分子材料。
分子式1
在分子式1中，A1～A3代表芳香烃基团、杂环基团或其衍生物。
分子式2
在分子式2中，Z代表含氮烃基团或其衍生物。L1代表键合有1～4个二价芳香环基的基团或其衍生物，具体地，L1代表键合有1～4个芳香环的二价基团或其衍生物。A4和A5代表芳香烃基团、芳香杂环基团或其衍生物。然而，A4和A5可彼此键合并形成环状结构。
分子式3
在分子式3中，L2代表键合有2～6个二价芳香环基团的基团或其衍生物，具体地，L2代表键合有2～6个芳香环的二价基团或其衍生物。A6～A9代表键合有1～10个芳香烃基团、杂环基团或其衍生物的基团。
分子式1中所示化合物的具体实例包括由下述分子式(1-1)～(1-48)所示的化合物。
分子式(1-1)～(1-48)
分子式2中所示化合物的具体实例包括由下述分子式(2-1)～(2-69)所示的化合物。在此，虽然将例如包括咔唑基团或吲哚基团的化合物作为键合到L1的含氮烃基团，但本发明并不限于此。例如可也使用咪唑基团。
分子式(2-1)～(2-69)
分子式3中所示化合物的具体实例包括由下述分子式(3-1)～(3-45)所示的化合物。
分子式(3-1)～(3-45)
添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG的低分子材料不仅可以是一种材料，也可以是多种材料的混合物。
蓝色有机EL装置10B的空穴传输层16BB用于改善蓝色发光层16CB的空穴传输效率。空穴传输层16BB设置在空穴注入层16AB上。尽管取决于装置的整体结构，但空穴传输层16BB的厚度例如优选为10nm～200nm(包括两端点值)，更优选为15nm～150nm(包括两端点值)。
空穴传输层16BB可由低分子材料(单体和低聚物)或聚合物形成。与添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG的低分子材料相类似，在这里所用的低分子材料中，单体是与诸如低分子化合物的聚合物或缩合聚合物等化合物不同的材料。单体的分子量是单一的，且单体以单个分子形式存在。此外，低聚物是指键合有多个单体且重量平均分子量(Mw)在5万以下的材料。此外，类似于在空穴传输层16BR和16BG中所用的聚合物材料，这里的聚合物材料的重量平均分子量(Mw)是5万～30万(包括两端点值)，更具体地，优选为10万～20万(包括两端点值)。空穴传输层16BB中所用的低分子材料和聚合物材料可混合使用具有不同分子量和重量平均分子量的两种或两种以上的材料。
空穴传输层16BB中所用的低分子材料例如可使用下述材料：苯、苯乙烯胺、三苯胺、卟啉、苯并菲、氮杂苯并菲、四氰基对苯醌二甲烷、三唑、咪唑、噁二唑、多芳基链烷、苯二胺、芳香胺、噁唑、蒽、芴酮、腙、二苯乙烯、或其衍生物、诸如聚硅烷化合物、乙烯基咔唑(vinylcarbazole)化合物、噻吩化合物或苯胺化合物等杂环共轭单体低聚物或聚合物。
低分子材料的具体示例包括但不限于：α-萘基苯基苯二胺(α-naphthylphenylphenylenediamine)、卟啉、金属四苯基卟啉(metaltetraphenylporyphyrin)、金属萘酞菁(metalnaphthalocyanine)、六氰基氮杂苯并菲(hexacyanoazatriphenylene)、7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷(7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane)(TCNQ)、7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟对苯醌二甲烷(7，7，8，8-tetracyano-2，3，5，6-tetrafluoroquinodimethane)(F4-TCNQ)、四氰基-4，4，4-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(tetracyano-4，4，4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)、N，N，N′，N′-四(对甲苯基)对苯二胺(N，N，N′，N′-tetrakis(p-tolyl)-p-phenylenediamine)、N，N，N′，N′-四苯基-4，4’-二氨基联苯(N，N，N′，N′-tetraphenyl-4，4′-diaminobiphenyl)、N-苯基咔唑(N-phenylcarbazole)、4-二-对甲苯基氨基二苯乙烯(4-di-p-tolylaminostilbene)、聚(对苯乙炔)(poly(paraphenylenevinylene))、聚(噻吩乙炔)(poly(thiophenevinylene))和聚(2，2′-噻吩基吡咯)。
此外，空穴传输层16BB优选是由前述分子式1～3表示的低分子材料组成。具体示例包括前述分子式(1-1)～(1-48)、分子式(2-1)～(2-69)和分子式(3-1)～(3-49)所示的化合物。
根据电极和相邻层的材料的关系，适当选择聚合物材料。可将能溶解在有机溶剂中的发光材料用作聚合物材料，例如聚乙烯咔唑、聚芴、聚苯胺、聚硅烷或其衍生物、在侧链或主链上含有芳香胺结构的聚硅氧烷衍生物、聚噻吩其衍生物、或聚吡咯。
更优选地，分子式4表示具有与相邻有机层的较好接触特性并可溶解在有机溶剂中的聚合物材料。
分子式4
在分子式4中，A10～A13代表键合有1～10个芳香烃基团或其衍生物的基团，或键合有1～15个杂环基团或其衍生物的基团。n和m是0～10000(包括两端点值)之间的整数，n+m是10～20000(包括两端点值)之间的整数。
此外，n部分和m部分的排列顺序是任意组合，例如可以是无规聚合物(randompolymer)、交替共聚物(alternatingcopolymer)、周期共聚物(periodiccopolymer)或嵌段共聚物(blockcopolymer)。此外，n和m优选为5～5000(包括两端点值)之间的整数，更优选为10～3000(包括两端点值)之间的整数。此外，n+m优选为10～10000(包括两端点值)之间的整数，更优选为20～6000(包括两端点值)之间的整数。
前述分子式4的A10～A13中的芳香烃基团的具体示例包括苯、芴、萘、蒽，或其衍生物、亚苯基亚乙烯基衍生物和苯乙烯基衍生物。杂环基的具体示例包括噻吩、吡啶、吡咯、咔唑或其衍生物。
此外，在前述分子式4的A10～A13有取代基的情况下，该取代基例如为直链或分支且具有1～12个碳的烷基或炔基基团。具体地，优选使用甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、乙烯基、芳基等。
作为分子式4所示化合物的具体示例，优选但不限于分子式(4-1)～分子式(4-3)所示的化合物：(9，9-二辛基芴基-2，7-二基)和(4，4’-(N-(4-仲丁基苯基))二苯胺)的共聚物(poly[(9，9-dioctylfluorenyl-2，7-diyl)-co-(4，4′-(N-(4-sec-butylphenyl))diphenylamine)])(TFB，分子式(4-1))、9，9-二辛基芴基-2，7-二基)与(N，N’-双{4-丁基苯基}-对二氨基联苯-N，N’-{1，4-二亚苯基}的交替共聚物(poly[(9，9-dioctylfluorenyl-2，7-diyl)-alt-co-(N，N′-bis{4-butylphenyl}-benzidineN，N′-{1，4-diphenylene})])(分子式4-2)和聚[(9，9-二辛基芴基-2，7-二基)](poly[(9，9-dioctylfluorenyl-2，7-diyl)])(PFO，分子式4-3)。
分子式(4-1)～(4-3)
如下文所述，公共空穴传输层16D用于改善向蓝色发光层16CB注入空穴的效率。蓝色有机EL装置10B的公共空穴传输层16D设置在红色发光层16CR、绿色发光层16CG和空穴传输层16BB的整个表面上，以作为公共层。尽管取决于装置的整体结构，但空穴传输层16D的厚度例如优选为1nm～20nm(包括两端部值)，更优选为1nm～10nm(包括两端部值)。
由于诸如低聚物等聚合分子或聚合物材料可能在蒸发法期间分解，因此，为了通过使用蒸发法来形成公共空穴传输层16D，优选使用低分子材料，更具体地为使用单体。公共空穴传输层16D中所用的低分子材料可以混合使用具有不同分子量的两种以上材料。
类似于红色发光层16CR、绿色发光层16CG和蓝色空穴传输层16BB的低分子材料，公共空穴传输层16D中所用的低分子材料例如为苯、苯乙烯胺、三苯胺、卟啉、苯并菲、氮杂苯并菲、四氰基对苯醌二甲烷、三唑、咪唑、噁二唑、多芳基链烷、苯二胺、芳香胺、噁唑、蒽、芴酮、腙、二苯乙烯、或其衍生物、诸如聚硅烷化合物、乙烯基咔唑(vinylcarbazole)化合物、噻吩化合物或苯胺化合物等杂环共轭单体、低聚物或聚合物。
低分子材料的具体示例包括但不限于：α-萘基苯基苯二胺(α-naphthylphenylphenylenediamine)、卟啉、金属四苯基卟啉(metaltetraphenylporyphyrin)、金属萘酞氰(metalnaphthalocyanine)、六氰基氮杂苯并菲(hexacyanoazatriphenylene)、7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane)(TCNQ)、7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟代喹啉并二甲烷(7，7，8，8-tetracyano-2，3，5，6-tetrafluoroquinodimethane)(F4-TCNQ)、四氰基-4，4，4-三(3-甲基苯基苯基氨)三苯胺(tetracyano-4，4，4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)、N，N，N′，N′-四(对甲苯基)对苯二胺(N，N，N′，N′-tetrakis(p-tolyl)-p-phenylenediamine)、N，N，N′，N′-四苯基-4，4’-二氨基联苯(N，N，N′，N′-tetraphenyl-4，4′-diaminobiphenyl)、N-苯基咔唑(N-phenylcarbazole)、4-二-对甲苯基氨基二苯乙烯(4-di-p-tolylaminostilbene)、聚(对苯乙炔)(poly(paraphenylenevinylene))、聚(噻吩乙炔)(poly(thiophenevinylene))和聚(2，2′-噻吩基吡咯)(poly(2，2′-thienylpyrrole))。
此外，公共空穴传输层16D优选地是由前述分子式1～3表示的低分子材料组成。具体示例包括由前述分子式(1-1)～(1-48)、分子式(2-1)～(2-69)和分子式(3-1)～(3-49)表示的化合物。
由于施加电场，蓝色发光层16CB产生电子空穴的再结合而发光。蓝色发光层16CB设置在公共空穴传输层16D的整个表面上。在蓝色发光层16CB中，作为主体材料的蒽化合物中掺杂有作为客体材料的蓝色或绿色荧光染料，从而产生蓝光或绿光。
具体地，优选使用分子式5所述的化合物作为组成蓝色发光层16CB的主体材料。
分子式5
在分子式5中，R1～R6代表氢原子、卤素原子或羟基；碳数目为20以下且具有烷基、烯基或羰基的基团；具有羰基酯的基团、具有烷氧基的基团、具有氰基的基团、具有硝基的基团、或其衍生物；碳数目为30以下且具有硅烷基的基团；或具有芳基的基团、具有杂环基的基团、具有氨基的基团、或其衍生物。
具有分子式5所示化合物中R1～R6代表的芳基的基团示例包括：苯基、1-萘基、2-萘基、芴基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-稠四苯基、2-稠四苯基、9-稠四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、1-基、6-基、2-荧蒽基、3-荧蒽基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基和对叔丁基苯基。
具有R1～R6代表的杂环基团的基团示例包括含有作为杂原子的氧原子(O)、氮原子(N)和硫原子(S)的五元环芳环基或六元环芳香环基，和碳数目为2～20(包括两端点值)的稠合多环芳香环基。该杂环基团的示例包括：噻吩基(thienylgroup)、呋喃基(furylgroup)、吡咯基(pyrrolylgroup)、吡啶基(pyridylgroup)、喹啉基(quinolylgroup)、喹噁啉基(quinoxalylgroup)、咪唑并吡啶基(imidazopyridylgroup)和苯并噻唑基(benzothiazolegroup)。其代表示例包括：1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基(1-indolylgroup)、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-异氮茚基(1-isoindolylgroup)、2-异氮茚基、3-异氮茚基、4-异氮茚基、5-异氮茚基、6-异氮茚基、7-异氮茚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯并呋喃基(2-benzofuranylgroup)、3-苯并呋喃基、4-苯并呋喃基、5-苯并呋喃基、6-苯并呋喃基、7-苯并呋喃基、1-异苯并呋喃基(1-isobenzofuranylgroup)、3-异苯并呋喃基、4-异苯并呋喃基、5-异苯并呋喃基、6-异苯并呋喃基、7-异苯并呋喃基、喹啉基(quinolylgroup)、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-异喹啉基(1-isoquinolylgroup)、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基、2-喹噁啉基(2-quinoxalinylgroup)、5-喹噁啉基、6-喹噁啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、1-菲啶基(1-phenanthridinylgroup)、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-吖啶基(1-acridinylgroup)、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基和9-吖啶基。
具有R1～R6代表的氨基的基团可以是烷基氨基(alkylaminogroup)、芳氨基(arylaminogroup)、芳烷基氨基(aralkylaminogroup)等中的任一者。该基团优选为碳原子数目为1～6个(包括两端点值)的脂族烃基(aliphatichydrocarbongroup)和/或碳原子数目为1～4个(包括两端点值)的芳香环基。上述基团的示例包括：二甲氨基(dimethylaminogroup)、二乙氨基(diethylaminogroup)、二丁氨基(dibutylaminogroup)、二苯氨基(diphenylaminogroup)、二甲苯基氨基(ditolylaminogroup)、二联苯基氨基(bisbiphenylylaminogroup)和二萘基氨基(dinaphthylaminogroup)。上述取代基可形成为由两个以上取代基组成的缩合环，并还可以是其衍生物。
分子式5中所示化合物的具体实例包括由下述分子式(5-1)～(5-51)所示的化合物。
分子式(5-1)～(5-51)
同时，组成蓝色发光层16CB的发光客体材料可使用具有高发光效率的材料，例如低分子荧光材料或诸如磷光染料或金属络合物等有机发光材料。
在这里，蓝色客体材料是指在约400nm～490nm(包括两端点值)的发光波长范围内具有峰值的化合物。该化合物可以是诸如萘衍生物、蒽衍生物、萘并萘衍生物、苯乙烯胺衍生物或双吖嗪基亚甲基硼络合物(bis(azinyl)methaneboroncomplex)等有机材料。具体地，优选使用氨基萘(aminonaphthalene)衍生物、氨基蒽(aminoanthracene)衍生物、氨基(aminochrysene)衍生物、氨基芘(aminopyrene)衍生物、苯乙烯胺(styrylamine)衍生物或双吖嗪基亚甲基硼络合物。
电子传输层16E用于改善向红色发光层16CR、绿色发光层16CG和蓝色发光层16CB传输电子的效率。电子传输层16E在蓝色发光层16CB整个表面上方的设置成为公共层。电子传输层16E的材料示例包括：喹啉、苝、邻二氮杂菲(phenanthroline)、双苯乙烯基(bisstyryl)、吡嗪、三唑、噁唑、富勒烯(fullerene)、噁二唑、芴酮、或其衍生物或金属络合物。具体示例包括：三(8-羟基喹啉)铝(简称为Alq3)、蒽、萘、菲、芘、苝、丁二烯、香豆素、C60、吖啶、二苯乙烯、1，10-菲咯啉、或其衍生物或金属络合物。
电子注入层16F用于改善电子注入效率。电子注入层16F在电子传输层16E的整个表面上方设置成为公共层。电子注入层16F的材料例如可以是锂(Li)的氧化物(Li2O)、铯(Cs)的碳酸盐氧化物(Cs2CO3)或前述氧化物和碳酸盐氧化物的混合物。电子注入层16F的材料不仅限于此，也可使用具有较好稳定性的下述材料的单质、混合物或合金：诸如钙(Ca)或钡(Ba)等碱土金属；诸如锂或铯等碱金属；诸如铟(In)和镁(Mg)等具有低功函数的金属；或上述金属的氧化物、碳酸盐氧化物或氟化物。
上电极17的厚度例如为2nm～15nm(包括两端点值)。上电极17是由金属导电膜形成。具体地，上电极17是Al、Mg、Ca或Na的合金。具体地，优选使用镁银合金(Mg-Ag合金)，这是因为该合金同时具有导电性和较小吸收性。Mg-Ag合金中的镁和银的比率没有特别限制，但膜厚度比率优选为Mg∶Ag＝20∶1～1∶1(包括两端点值)。此外，上电极17的材料还可以是铝和锂的合金(Al-Li合金)。
此外，上电极17可以是包含诸如铝喹啉络合物(alumiquinolinecomplex)、苯乙烯胺衍生物或酞菁衍生物的有机发光材料的混合层。在此情况下，诸如Mg-Ag等具有光传输特性的层可单独设置为第三层。在有源矩阵驱动系统中，上电极17在基板11上形成为固体膜，以便通过有机层16和分隔壁15而处于与下电极14绝缘的状态。上电极17用作红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B的公共电极。
保护层20的厚度例如为2μm～3μm(包括两端点值)。保护层20可以是由绝缘材料或导电材料组成。绝缘材料优选为诸如非晶硅(α-Si)、非晶碳化硅(α-SiC)、非晶氮化硅(α-Si1-XNX)或非晶碳(α-C)等无机非晶绝缘材料。由于上述无机非晶绝缘材料并不形成为颗粒，所以无机非晶绝缘材料具有较低的水渗透性，可用作理想的保护层。
密封基板40位于红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B的上电极17侧上。密封基板40和粘接层(未图示)一起用于密封红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B。密封基板40是由诸如玻璃等能够传输红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B所产生的光的材料形成。密封基板40例如设置有彩色滤光片和作为黑矩阵的阻光膜(均未图示)。密封基板40提取红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B产生的光，并吸收红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G、蓝色有机EL装置10B以及它们之间的布线所反射的外部光，从而改善对比度。
彩色滤光片包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片(均未图示)，红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片顺序布置成为对应于红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B。红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片例如均为矩形且彼此间无间隙地形成。红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片均是由添加了颜料的树脂形成。通过选择颜料进行调整，使得光传输在红色、绿色或蓝色的目标波长区域中较强，而在其它波长区域中较弱。
此外，在彩色滤光片中具有高传输的波长范围对应于期望被谐振腔结构MC1所提取的光谱的峰值波长λ。因此，在从密封基板40进入的外部光中，仅波长等于被期望提取的光谱的峰值波长λ的光穿过彩色滤光片，而其它波长的外部光不能进入有机EL装置10R、10G和10B。
阻光膜例如是由黑色树脂膜或使用薄膜干涉的薄膜滤光片形成，其中，在该黑色树脂膜中添加有黑色着色剂，且该黑色树脂膜的光学密度为1以上。具体地，在阻光膜是由黑色树脂膜构成的情况下，能够容易以低成本形成阻光膜，因此黑色树脂膜是优选的。薄膜滤光片层叠有一层或一层以上的由金属、金属氮化物或金属氧化物制成的薄膜，其通过薄膜的干涉来减弱光。薄膜滤光片的具体示例为交替层叠有铬和三氧化二铬(Cr2O3)的薄膜滤光片。
有机EL显示单元例如可通过下述方法制造。
图4表示有机EL显示单元的制造方法流程。图5A～图7C以步骤顺序表示图4所示的制造方法。首先，在由前述材料形成的基板11上形成包括驱动晶体管Tr1的像素驱动电路140，并设置例如由感光树脂形成的平坦化绝缘膜(未图示)。
下电极14的形成步骤
接着，在基板11的整个表面上形成例如是由ITO制成的透明导电膜。如图5A所示(步骤S101)，对该透明导电膜进行图案化，从而形成红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B中每一者的下电极14。此时，下电极14通过平坦化绝缘膜(未图示)中的接触孔(未图示)电连接至驱动晶体管Tr1的漏极。
分隔壁15的形成步骤
接着，同样如图5A所示，在下电极14和平坦化绝缘膜(未图示)上，例如通过化学气相沉积(CVD)法形成诸如SiO2等无机绝缘材料膜，并使用光刻技术和蚀刻技术进行图案化，从而形成下分隔壁15A。
随后，同样如图5A所示，在下分隔壁15A上的给定位置处形成由前述感光树脂制成的上分隔壁15B，具体地，该给定位置围绕像素的发光区域。由此形成由下分隔壁15A和上分隔壁15B组成的分隔壁15(步骤S102)。
在形成分隔壁15后，对基板11的形成有下电极14和分隔壁15的一侧的表面进行氧等离子处理。移除附着到表面上的诸如有机物等污染物，从而改善可湿性。具体地，将基板11加热到诸如约70℃～80℃(包括两端点值)等给定温度，并在大气气压下使用氧气作为反应气体进行等离子处理(O2等离子处理)。
进行防水处理的步骤
在进行等离子处理之后，进行防水处理(防液体处理)(步骤S103)，从而尤其降低上分隔壁15B的上表面和侧表面的可湿性。具体地，在大气气压下使用四氟甲烷作为反应气体进行等离子处理(CF4等离子处理)。接着，将在等离子处理中加热的基板11冷却到室温，从而使上分隔壁15B的上表面和侧表面防水，于是降低其可湿性。
在CF4等离子处理中，下电极14和下分隔壁15A的暴露表面稍微受到影响。然而，由于下电极14的材料ITO和下分隔壁15A的组成材料SiO2等与氟的亲和性不高，所以通过氧等离子处理而改善了其可湿性的表面能够保持住其原来的可湿性。
空穴注入层16AR、16AG和16AB的形成步骤
在进行防水处理之后，如图5B所示，在上分隔壁15B所包围的区域中形成由前述材料制成的空穴注入层16AR、16AG和16AB(步骤S104)。通过诸如旋涂法或液滴喷出法等涂覆法形成空穴注入层16AR、16AG和16AB。尤其是，由于需要选择性地将空穴注入层16AR、16AG和16AB的形成材料沉积在上分隔壁15B所包围的区域中，所以优选使用作为液滴喷出法的喷墨法或使用喷嘴涂覆法。
具体地，例如通过喷墨法将作为空穴注入层16AR、16AG和16AB的形成材料的聚苯胺、聚噻吩等的溶剂或分散液体沉积在下电极14的暴露表面上。接着进行热处理(烘干处理)，从而形成空穴注入层16AR、16AG和16AB。
在热处理中，在将溶剂或分散液体烘干之后，对所获得的产品进行高温加热。在使用诸如聚苯胺或聚噻吩等导电聚合物的情况下，由于氧气引起的导电聚合物的氧化有利于导电性，因此优选使用大气环境或氧气环境。
加热温度优选为150℃～300℃(包括两端点值)，更优选为180℃～250℃(包括两端点值)。尽管取决于温度和环境，加热时间优选为5分钟～300分钟(包括两端点值)，更优选为10分钟～240分钟(包括两端点值)。烘干后的膜厚度优选为5nm～100nm(包括两端点值)，更优选为8nm～50nm。
红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G的空穴传输层16BR
和16BG的形成步骤
在形成空穴注入层16AR、16AG和16AB之后，如图5C所示，在空穴注入层16AR和16AG上形成红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G中每一者的由前述聚合物材料制成的空穴传输层16BR和16BG(步骤S105)。通过诸如旋涂法或液滴喷出法等涂覆法形成空穴传输层16BR和16BG。尤其是，由于需要在上分隔壁15B所包围的区域内选择性地沉积空穴传输层16BR和16BG的形成材料，所以优选使用作为液滴喷出法的喷墨法或使用喷嘴涂覆法。
具体地，例如通过喷墨法将在空穴注入层16AR和16AG的暴露表面上沉积作为空穴传输层16BR和16BG形成材料的高分子量聚合物的溶剂或分散液体。接着进行热处理(烘干处理)，从而形成红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G的空穴传输层16BR和16BG。
在热处理中，在烘干溶剂或分散液体之后，对所获得的产品进行高温加热。进行涂覆的环境和烘干及加热溶剂的环境优选为包含氮气(N2)作为主要成分的环境。如果存在氧气和湿气，则所制造的有机EL显示单元的发光效率和使用寿命可能降低。尤其是，由于氧气和湿气的影响显著，所以需要在加热步骤中需要特别小心。氧浓度优选为0.1ppm～100ppm(包括两端点值)，更优选为0.1ppm～50ppm(包括两端点值)。如果氧浓度大于100ppm，可能会污染形成的薄膜的界面，并降低所制造的有机EL显示单元的发光效率和使用寿命。此外，如果氧浓度小于0.1ppm，虽然装置特性没有出现问题，但是用于在目前大规模生产过程中维持0.1ppm以下的氧浓度环境的装置成本可能会相当巨大。
此外，湿气的露点优选为-80℃～-40℃(包括两端点值)。露点更优选为-80℃～-50℃(包括两端点值)，进一步优选为-80℃～-60℃(包括两端点值)。如果存在露点高于-40℃的湿气，可能会污染形成的薄膜的界面，并降低所制造的有机EL显示单元的发光效率和使用寿命。此外，如果湿气的露点低于-80℃，虽然装置特性没有出现问题，但是用于在目前大规模生产过程中维持低于-80℃的露点环境的装置成本会相当巨大。
加热温度优选为100℃～230℃(包括两端点值)，更优选为100℃～200℃(包括两端点值)。加热温度优选为至少低于空穴注入层16AR、16AG和16AB的形成期间的温度。尽管取决于温度和环境，加热时间优选为5分钟～300分钟(包括两端点值)，更优选为10分钟～240分钟(包括两端点值)。尽管取决于装置的整体结构，烘干后的膜厚度优选为10nm～200nm(包括两端点值)，更优选为15nm～150nm(包括两端点值)。
红色发光层16CR和绿色发光层16CG的形成步骤
在形成红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G的空穴传输层16BR和16BG之后，如图6A所示，在红色有机EL元件10R的空穴传输层16BR上形成由聚合物和低分子材料混合的前述混合物制成的红色发光层16CR。此外，在绿色有机EL元件10G的空穴传输层16BG上形成由聚合物和低分子材料混合的前述混合物制成的绿色发光层16CG。通过诸如旋涂法或液滴喷出法等涂覆法形成红色发光层16CR和绿色发光层16CG(步骤S106)。尤其是，由于需要在上部分隔壁15B所包围的区域内选择性地沉积红色发光层16CR绿色发光层16CG的形成材料，所以优选使用作为液滴喷出法的喷墨法或使用喷嘴涂覆法。
具体地，例如通过喷墨法在空穴注入层16AR和16AG的暴露表面上沉积如下溶液或分散液体：该溶液或分散液体中，作为红色发光层16CR和绿色发光层16CG形成材料的聚合物材料和低分子材料以例如1％的重量比溶解在以2∶8的比例混合有二甲苯和苯基环己烷的溶剂中。接着，以与形成红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G的空穴传输层16BR和16BG的类似方法和类似条件下进行热处理(烘干处理)，从而形成红色发光层16BR和绿色发光层16BG。
蓝色有机EL装置10B的空穴传输层16BB的形成步骤
在形成红色发光层16BR和绿色发光层16BG之后，如图6B所示，在蓝色有机发光EL装置10B的空穴注入层16AB上形成由前述低分子材料制成的空穴传输层16BB(步骤S107)。通过诸如旋涂法或液滴喷出法等涂覆法形成空穴传输层16BB。尤其是，由于需要在上分隔壁15B所包围的区域内选择性地沉积空穴传输层16BB的形成材料沉积，所以优选使用作为液滴喷出法的喷墨法或使用喷嘴涂覆法。
具体地，例如通过喷墨法在空穴注入层16AB的暴露表面上沉积作为空穴传输层16BB形成材料的低聚物材料的溶剂或分散液体。接着，以与前述形成红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G的空穴传输层16BR和16BG的类似方法和类似条件下进行热处理(烘干处理)，从而形成空穴传输层16BB。
步骤顺序
可以以任意顺序进行下述步骤：形成红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G的空穴传输层16BR和16BG的步骤；形成蓝色有机EL装置10B的空穴传输层16BB的步骤；以及形成红色发光层16CR和绿色发光层16CG的步骤。然而，至少首先形成其上生长有待形成层的基座，而且需要进行每个加热和烘干步骤的加热步骤。此外，需要进行如下涂覆：该涂覆使得加热步骤的温度至少等于或低于前一步骤的温度。例如，在红色发光层16CR和绿色发光层16CG的加热温度为130℃，且蓝色有机EL装置10B的空穴传输层16BB的加热温度同样是130℃的情况下，进行红色发光层16CR和绿色发光层16CG的涂覆，而不烘干该涂覆，随后进行蓝色有机EL装置10B的空穴传输层16BB的涂覆。接着，进行红色发光层16CR、绿色发光层16CG和蓝色有机EL装置10B的空穴传输层16BB的烘干和加热步骤。
此外，在每个前述步骤中，优选地将烘干和加热作为单独步骤分别执行。其原因在于，施加的湿膜非常不稳定，所以很容易产生膜不平坦的问题。优选的烘干方法是在常压下进行统一真空烘干，此外，优选地，在烘干期间不使用风等进行烘干。在加热过程中，溶剂蒸发到一定程度且其流动性降低，从而形成硬化膜。从此状态起，逐步加热。因此，能够去除残留的微量溶剂，发光材料和空穴传输层的材料能够在分子水平上重新布置。
公共空穴传输层16D的形成步骤
在形成蓝色有机EL装置10B的空穴传输层16BB、红色发光层16CR和绿色发光层16CG之后，如图6C所示，通过蒸发法在红色发光层16CR、绿色发光层16CG和蓝色有机EL装置10B的空穴传输层16BB的整个表面上方形成由前述低分子材料制成的公共空穴传输层16D，以作为公共层(步骤S108)。
蓝色发光层16CB的形成步骤
在形成公共空穴传输层16D之后，如图6D所示，通过蒸发法在公共空穴传输层16D的整个表面上方形成由前述低分子材料制成的蓝色发光层16CB(步骤S109)。
电子传输层16E、电子注入层16F和上电极17的形成步骤
在形成蓝色发光层16CB之后，如图7A、图7B和图7C所示，通过蒸发法在蓝色发光层16CB的整个表面上方形成由前述材料制成的电子传输层16E、电子注入层16F和上电极17(步骤S110、S111和S112)。
在形成上电极17之后，如图1所示，通过诸如蒸发法或CVD法等膜形成法形成保护层20，该膜形成法具有小的膜形成粒子能(film-formationparticleenergy)以至不会影响基座。例如，在形成由非晶氮化硅制成的保护层20的情况下，通过CVD法形成膜厚度为2μm～3μm(包括两端点值)的保护层20。此时，为防止有机层16的劣化而导致亮度降低，膜形成温度优选为室温，且优选在向膜施加最小应力的情况下进行膜形成，以防止保护层20剥离。
公共空穴传输层16D、蓝色发光层16CB、电子传输层16E、电子注入层16F、上电极17和保护层20在不使用掩膜的情况下在整个表面上方形成为固体膜。此外，优选地，在不暴露于空气的情况下，在同一膜形成装置内连续形成公共空穴传输层16D、蓝色发光层16CB、电子传输层16E、电子注入层16F、上电极17和保护层20。从而，可防止空气中的湿气导致有机层16的劣化。
在形成下电极14的同一步骤中形成辅助电极(未图示)的情况下，在形成上电极17之前，可通过诸如激光烧蚀(laserablation)等技术去除在辅助电极的上部上形成为固体膜的有机层16。由此，上电极17能够直接连接到辅助电极，改善了接触。
在形成保护层20之后，例如在由前述材料制成的密封基板40上形成由前述材料制成的阻光膜。接着，通过旋涂法等在密封基板40上涂覆用于红色滤光片的材料，通过光刻技术对所获得的产品进行图案化并烘干。从而形成红色彩色滤光片。随后，以类似于红色滤光片(未图示)的方式，顺序形成蓝色滤光片(未图示)和绿色滤光片(未图示)。
接着，在保护层20上形成粘接层(未图示)。密封基板40和保护层20通过它们之间的粘接层接合。由此，完成了图1～图3所示的显示单元。
在显示单元中，通过写入晶体管Tr2的栅极将扫描信号从扫描线驱动电路130提供到各像素，通过写入晶体管Tr2将来自信号线驱动电路120的图像信号保持在记忆电极Cs中。也就是说，根据记忆电极Cs中所保持的信号控制驱动晶体管Tr1的打开-关闭，从而将驱动电流Id注入到红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B。由此，产生电子空穴再结合以启动发光。此后，在底部发光的情况下，光穿过下电极14和基板11并被抽取。在顶部发光的情况下，光穿过上电极17、彩色滤光片(未图示)和密封基板40并被抽取。
在这种情况下，在将蓝色发光层16CB直接设置在通过上述以往使用的涂覆法所形成的蓝色空穴传输层16BB上的情况下，由于下述原因，无法获得蓝色发光层16CB的预期特性。首先，在通过涂覆法形成蓝色空穴传输层16BB期间所混合的湿气、残留溶剂等导致空穴注入特性降低。其次，由于蓝色空穴传输层16BB在大气环境中形成，所以界面污染等导致劣化。
在本实施例的有机EL显示单元中，通过蒸发法在蓝色空穴传输层16BB上形成由低分子材料制成的公共空穴传输层16D。因此，可防止空气中的湿气等所导致的污染，从而改善其与蓝色发光层16CB的界面。由此，能够改善空穴注入到蓝色发光层16CB的效率，并能够获得接近蓝色发光层16CB期望特性的值。
由于通过蒸发法形成公共空穴传输层16D，所以也在红色发光层16CR和绿色发光层16CG上形成公共空穴传输层16D。由此，蓝色发光层16CB隔着公共空穴传输层16D层叠在红色发光层16CR和绿色发光层16CG上。公共空穴传输层16D通常在红色发光层16CR和绿色发光层16CG上表现出电子阻挡，因此，红色发光层16CR和绿色发光层16CG的电子注入特性变差。此外，在现有技术中，在红色发光层16CR和绿色发光层16CG仅是由聚合物材料组成的情况下，由于红色发光层16CR和绿色发光层16CG与由低分子材料制成的公共空穴传输层16D之间的能级差异较大，所以空穴传输能力降低。因此，注入到红色发光层16CR和绿色发光层16CG中的电子和空穴不充分，从而电子驱动电压增加，发光效率降低。此外，由于不能适当地进行空穴和电子的注入，当红色有机EL装置10R或绿色有机EL装置10G发光时，在该发光中会伴随有如下问题：该发光在430nm～500nm(包括两端点值)内具有峰值的蓝色发光。也就是说，红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G的色度由于在红色光或绿色光中混合有蓝色光而改变。这对构成显示器的显示装置来说是一个重大问题。
与此相反，根据本实施例，红色发光层16CR和绿色发光层16CG是由通过向聚合物材料添加低分子材料所形成的混合物制成。由此，能级差异变小，从而能够改善并适当调整空穴传输能力。此外，由于公共空穴传输层16D是由添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG的低分子材料的同系统材料(化学式1～3所示的化合物)形成，所以能够降低各层之间的能级差异等。此外，由于公共空穴传输层16D是由形成蓝色发光层16CB的材料的同系统材料形成，所以从蓝色发光层16CB注入到红色发光层16CR和绿色发光层16CG的电子的传输力同样优异。因此，降低了红色发光层16CR和公共空穴传输层16D之间以及绿色发光层16CG和公共空穴传输层16D之间的空穴传输特性和电子传输特性的势垒，从而可解决前述的驱动电压和发光效率问题。此外，由于在红色有机EL装置10R或绿色有机EL装置10G发光器件的原因，抑制了蓝色，因此可防止红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G中的色度改变。也就是说，本发明可提供了能够用作显示装置的红色有机EL装置10R和绿色有机EL装置10G。
以此方式，由于通过蒸发法在蓝色空穴传输层16BB、红色发光层16CR和绿色发光层16CG的整个表面上形成由低分子材料制成的公共空穴传输层16D，本实施例改善了蓝色发光层16CB的界面。由此，能够改善空穴注入到蓝色发光层16CB的效率，并可获得接近蓝色发光层16CB的期望特性的值。也就是说，由于改善了蓝色机EL装置10B的发光效率和寿命，能够获得由以排布方式形成的红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B配置的具有更高发光效率和更长寿命的彩色有机EL显示单元。
第二实施例
使用相同的附图标记与第一实施例中相同的元件，并省略对相同元件的说明。未图示本发明第二实施例的有机EL显示单元构造。但是，与第一实施例类似，例如，多个红色有机EL装置20R、绿色有机EL装置20G和蓝色有机EL装置20B以矩阵形式布置在基板11上以作为显示区域。在显示区域中设置像素驱动电路。
此外，在显示区域中，顺序布置产生红色光的红色有机EL装置20R、产生绿色光的绿色有机EL装置20G和产生蓝色光的蓝色有机EL装置20B以整体地形成为矩阵。相邻的红色有机EL装置20R、绿色有机EL装置20G和蓝色有机EL装置20B组成单个像素。
类似于第一实施例，在显示区域的外围设置信号线驱动电路和扫描线驱动电路，信号线驱动电路和扫描线驱动电路是用于图片显示的驱动器。
图8表示第二实施例的有机EL显示单元的剖面结构。类似于第一实施例，红色有机EL装置20R、绿色有机EL装置20G和蓝色有机EL装置20B均具有下述结构：隔着像素驱动电路的驱动晶体管Tr1和平坦化绝缘膜(未图示)，从基板11侧起顺序层叠作为阳极的下电极14、分隔壁15、包括发光层26C的有机层26(将在下文中说明)和作为阴极的上电极17。除了有机层26之外，基板11、下电极14、分隔壁15、上电极17、保护层30和密封基板40的结构与第一实施例中类似。
类似于第一实施例的红色有机EL装置10R，红色有机EL装置20R的有机层26例如具有下述结构：从下电极14侧起顺序层叠空穴注入层26AR、空穴传输层26BR、红色发光层26CR、公共空穴传输层(第二空穴注入/传输层)26D、蓝色发光层26CB、电子传输层26E和电子注入层26F。类似于第一实施例的绿色有机EL装置10G，绿色有机EL装置20G的有机层26例如具有下述结构：从下电极14侧起顺序层叠空穴注入层26AG、空穴传输层26BG、绿色发光层26CG、公共空穴传输层26D、蓝色发光层26CB、电子传输层26E和电子注入层26F。蓝色有机EL装置20B的有机层26与第一实施例的蓝色有机EL装置的有机层的不同在于没有设置蓝色空穴传输层，例如，其具有下述结构：从下电极14侧起顺序层叠空穴注入层26AB、公共空穴传输层26D、蓝色发光层26CB、电子传输层26E和电子注入层26F。具体地，公共电子空穴传输层26D、蓝色发光层26CB、电子传输层26E和电子注入层26F设置成为红色有机EL装置20R、绿色有机EL装置20G和蓝色有机EL装置20B的公共层。
除了第一实施例的技术效果之外，本实施例中的有机EL显示单元能够进一步改善蓝色有机EL装置20B的寿命特性。此外，由于公共空穴传输层26D直接设置在蓝色有机EL装置26B的空穴注入层20AB上的原因，能够减少制造步骤并能够降低成本。
模块和应用示例
下文说明前述实施例中所述的有机EL显示单元的应用示例。前述实施例的有机EL显示单元可应用到任何领域中的用于将外部输入的图片信号或内部产生的图片信号显示为图像或图片的电子装置的显示单元，例如电视机、数码相机、个人笔记本电脑、诸如移动电话等手提终端和摄像机。
模块
作为例如如图9所示的模块，前述实施例的有机EL显示单元结合到稍后所述的第一至第五应用示例等各种电子装置中。在该模块中，例如，从保护层20和密封基板40处暴露的区域210设置在基板11侧上，通过延长信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130的布线而在暴露区域210中形成外部连接端子(未图示)。外部连接端子可设置有用于输入和输出信号的柔性印刷电路(FlexiblePrintedCircuit，FPC)220。
第一应用示例
图10是应用有前述实施例的有机EL显示单元的电视机的外观图。电视机例如具有包括前面板310和滤色玻璃320的图片显示屏幕部300。图片显示屏幕部300是由前述实施例的有机EL显示单元组成。
第二应用示例
图11A和11B是应用有前述实施例的显示单元的数码相机的外观图。数码相机例如具有用于闪光的发光部410、显示部420、菜单切换部430和快门按钮440。显示部420是由前述实施例的有机EL显示单元组成。
第三应用示例
图12是应用有前述实施例的显示单元的个人笔记本电脑的外观图。个人笔记本电脑例如具有主体510、用于输入字符等的键盘520和用于显示图像的显示部530。显示部530是由前述实施例的有机EL显示单元组成。
第四应用示例
图13是应用有前述实施例的有机EL显示单元的摄像机的外观。摄像机例如具有主体610、用于拍摄在主体610前侧物体的透镜620、开始/停止拍摄的开关630和显示部640。显示部640是由前述实施例的有机EL显示单元组成。
第五应用示例
图14A～14G是应用有前述实施例的有机EL显示单元的移动电话的外观。在移动电话中，例如上盖710和下盖720通过接合部(铰链部)730结合。移动电话具有显示部740、子显示部750、图片灯760和照相机770。显示部740或子显示部750是由前述实施例的有机EL显示单元组成。
此外，下面说明本发明的具体示例。示例1～6是对应于第一实施例的示例，在第一实施例中，蓝色有机EL装置10B在空穴注入层16AB上具有空穴传输层16BB。示例7是对应于第二实施例的示例，在第二实施例中，蓝色有机EL装置20B不具有空穴传输层，且在空穴注入层26AB上设置公共空穴传输层26D。
首先，为了证实由于公共空穴传输层16D的形成以及向红色发光层16CR和绿色发光层16CG添加低分子材料的原因而使空穴和电子从公共空穴传输层16D传输到红色发光层16CR或绿色发光层16CG的传输特性得到改善，进行下述实验。
形成仅注入空穴的“仅注入空穴装置”，并测量其驱动电压。首先，未设有公共空穴传输层16D且红色发光层16CR和绿色发光层16CG中添加有低分子材料的仅注入空穴装置的驱动电压比未添加有低分子材料的装置的驱动电压降低3V。也就是说，由于低分子材料添加到由聚合物材料制成的红色发光层16CR和绿色发光层16CG中，能够防止驱动电压增加。由此可改善空穴传输特性。接着，与未设有公共空穴传输层16D的装置相比，未添加有低分子材料且其公共空穴传输层16D在红色发光层16CR和绿色发光层16CG上形成为具有厚度为1nm～20nm(包括两端点值)的仅注入空穴装置的驱动电压降低了2V～4V(包括两端点值)。根据上述实验可以推断，通过将低分子材料添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG并设置公共空穴传输层16D，能够使空穴传输特性得到进一步改善。
接着，形成仅注入电子的“仅注入电子装置”，并测量其驱动电压。首先，测量其红色发光层16CR和绿色发光层16CG中未添加有低分子材料的仅注入电子装置的驱动电压。很显然，注入到红色发光层16CR和绿色发光层16CG中的电子量随着公共空穴传输层16D的厚度改变，驱动电压随着公共空穴传输层16D的厚度增加而增加。具体地，公共空穴传输层16D的厚度为10nm情况下的驱动电压比公共空穴传输层16D的厚度为1nm情况下的驱动电压增加了0.2V。此外，厚度为20nm情况下的驱动电压上升了1.5V。根据上述实验可以预测，公共空穴传输层16D作为电子阻挡层的功能随着其厚度增加而增加。然而，直到厚度大约为20nm，才能保证注入到红色发光层16CR和绿色发光层16CG的充足注入量的电子。因此，公共空穴传输层16D的厚度优选为1nm～20nm的范围内(包括两个端点值)，更优选地为1nm～10nm(包括两个端点值)。
接着，测量在红色发光层16CR和绿色发光层16CG上具有公共电子传输层16D且组成红色发光层16CR和绿色发光层16CG的聚合物中以2∶1的比率(聚合物材料与低分子材料的比率)添加有低分子材料的仅注入电子装置的驱动电压。测量结果是，其驱动电压与没有添加低分子材料的仅注入电子装置相比降低1.5V。根据上述实验可以确定，通过将低分子材料添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG并在红色发光层16CR和绿色发光层16CG上形成公共空穴传输层16D，能够使电子注入特性得到进一步改善。
根据上述结果可知，由于形成有公共空穴传输层16D，且在红色发光层16CR和绿色发光层16CG中添加低分子材料，改善了向红色发光层16CR和绿色发光层16CG传输空穴和电子的传输特性。
基于上述结果，在示例1～7中的公共空穴传输层16D的膜厚度设置为1nm～10nm(包括两端点值)的情况下，测量每个有机EL装置10R、10G和10B在每个膜厚度下的寿命、发光效率等。
示例1～6
红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10G都是由25mm×25mm的基板11形成。
首先，制备玻璃基板(25mm×25mm)作为基板11。在基板11上，形成包括银合金层和透明导电膜的双层结构以作为下电极14(步骤S101)，其中银合金层是由厚度为120nm的Ag-Pd-Cu合金组成，透明导电膜是由厚度为10nm的ITO组成。
接着，在通过旋涂法使用厚度为15nm的ND1501(NissanChemicalIndustries，Ltd.制造的聚苯胺)在空气中涂覆下电极14之后，在加热板上以220℃对所得的产品持续热硬化30分钟(步骤S104)，形成空穴注入层16AR、16AG和16AB。
接着，在N2环境(露点为-60℃且氧浓度为10ppm)中，通过旋涂法使用分子式6所示的聚合物(聚乙烯咔唑)涂覆空穴注入层16AR和16AG，形成为空穴传输层16BR和16BG。红色有机EL装置10R的空穴传输层16BR和16BG的厚度为150nm，绿色有机EL装置10G的空穴传输层16BR和16BG的厚度为20nm。接着，在N2环境(露点为-60℃且氧浓度为10ppm)中，在热板上以180℃对所得的产品持续热硬化60分钟(步骤S105)。
分子式6
在形成空穴传输层16BR和16BG之后，将诸如分子式(2-38)所示的低分子材料以重量比2∶1(芴酮聚芳撑材料与低分子材料的比率)混合到具有成段的苯并噻二唑的芴酮聚芳撑(fluorenonepolyarylene)材料中以得到混合物，该混合物溶解在二甲苯中，通过旋涂法使用厚度为80nm的所获得溶解物涂覆红色有机EL元件10R的空穴传输层16BR，以作为红色发光层16CR。此外，诸如分子式(2-38)所示的低分子材料以重量比2∶1(芴酮聚芳撑材料与低分子材料的比率)混合到具有成段的蒽的芴酮聚芳撑材料中以得到混合物，该混合物溶解在二甲苯中，通过旋涂法使用厚度为80nm的所获得溶解物涂覆绿色有机EL元件10G的空穴传输层16BG，以作为绿色发光层16CG。接着，在N2环境(露点为-60℃且氧浓度为10ppm)中，在加热板上以130℃将所得的产品持续热固化10分钟(步骤S106)。
在形成红色发光层16CR和绿色发光层16CG之后，通过旋涂法使用厚度为50nm的分子式(2-66)所示的低分子材料涂覆蓝色有机EL装置10B的空穴注入层16AB由，以作为空穴传输层16BB。接着，在N2环境(露点为-60℃且氧浓度为10ppm)中，在加热板上以100℃对所获得的产品持续加热60分钟(步骤S107)。
在形成空穴传输层16BB之后，将其上最终形成有红色发光层16CR的层的红色有机EL装置10R的基板11、其上最终形成有绿色发光层16CG的层的绿色有机EL装置10G的基板11和其上最终形成有空穴传输层16BB的层的蓝色有机EL装置10B的基板11移到真空蒸发装置，沉积公共空穴传输层16D及后续层。
首先，例如，分子式(2-66)所示的低分子材料分别沉积成为厚度为1nm、2nm、5nm和10nm，作为公共空穴传输层16D(步骤S108)。接着，分子式(5-20)所示的AND(9，10-二(2-萘基)蒽，9，10-di(2-naphthyl)anthracene)和分子式7所示的蓝色掺杂剂以95∶5的重量比共同沉积为蓝色发光层16CB(步骤S109)。
分子式7
在形成蓝色发光层16CB之后，分子式8所示的Alq3(8-羟基喹啉铝(8-hydroxyquinolinealuminum))通过真空蒸发法沉积成为厚度为15nm，以作为电子传输层16E(步骤S110)。接着，通过同样的蒸发法，形成厚度为0.3nm的LiF作为电子注入层16F(步骤S111)，形成厚度为10nm的Mg-Ag作为上电极17(步骤S112)。最后，通过CVD法形成由SiN制成的保护层20，并使用透明树脂进行固体密封。通过将以此方法获得的红色有机EL装置10R、绿色有机EL装置10G和蓝色有机EL装置10B进行结合，获得了全色彩有机EL显示单元(示例1-1至6-4)。
分子式8
示例7
在各红色有机EL装置20R、绿色有机EL装置20G和蓝色有机EL装置20B中，以类似于示例1的方式，在25mm×25mm的基板11上形成包括银合金层和透明导电膜的双层结构以作为下电极14(步骤S101)，其中银合金层是由厚度为120nm的Ag-Pd-Cu组成，且透明导电膜是由厚度为10nm的ITO组成。
接着，通过旋涂法使用厚度为65nm的ND1501(NissanChemicalIndustries，Ltd.制造的聚苯胺)在空气中覆盖在下电极14之后，在加热板上以220℃对所得的产品持续热硬化30分钟(步骤S104)，形成为空穴注入层26AR、26AG和26AB。
接着，以类似于示例1的方式，在N2环境(露点为-60℃且氧浓度为10ppm)中，通过旋涂法使用分子式6所示的聚合物(聚乙烯咔唑)覆盖空穴注入层26AR和26AG，形成为空穴传输层26BR和26BG。红色有机EL装置20R的空穴传输层26BR的厚度为150nm，绿色有机EL装置20G的空穴传输层26BR的厚度为20nm。接着，在N2环境(露点为-60℃且氧浓度为10ppm)中，在加热板上以130℃对所获得的产品持续热硬化60分钟(步骤S105)。
在形成空穴传输层26BR和26BG之后，诸如分子式(2-38)所示的低分子材料以重量比2∶1(芴酮聚芳撑材料比低分子材料)混合到具有成段的苯并噻二唑的芴酮聚芳撑材料中以获得混合物，该混合物溶解在二甲苯中，通过旋涂法使用厚度为80nm的所获得的溶解物涂覆红色有机EL元件20R的空穴传输层26BR，以作为红色发光层26CR。此外，诸如分子式(2-38)所示的低分子材料以重量比2∶1(芴酮聚芳撑材料比低分子材料)混合到具有成段的蒽的芴酮聚芳撑材料中以获得混合物，该混合物溶解在二甲苯中，通过旋涂法使用厚度为80nm的所获得的溶解物涂覆绿色有机EL元件20G的空穴传输层26BG，以作为绿色发光层26CG。接着，在N2环境(露点为-60℃且氧浓度为10ppm)中，在加热板上以130℃对所获得的产品持续热固化10分钟(步骤S106)。
接着，将其上最终形成有红色发光层26CR的层的红色有机EL装置20R的基板11、其上最终形成有绿色发光层26CG的层的绿色有机EL装置20G的基板11和其上最终形成有空穴注入层26AB的层的蓝色有机EL装置20B的基板11移到真空蒸发装置，沉积公共空穴传输层26D及后续层。
首先，由分子式(2-66)所示的低分子材料分别以厚度5nm和10nm沉积在红色发光层26CR、绿色发光层26CG和蓝色空穴注入层26AB的整个表面上，以作为公共空穴传输层26D。接着，将AND(9，10-二(2-萘基)蒽)和分子式7所示的蓝色掺杂剂以95∶5的重量比共同沉积成为蓝色发光层26CB(步骤S108)。
在形成蓝色发光层26CB之后，以类似于示例1的方式，形成电子传输层26E、电子注入层26F和上电极17(步骤S109～S111)。最后，通过CVD法形成由SiN制成的保护层20，并使用透明树脂进行固体密封。通过将以此方法所获得的红色有机EL装置20R、绿色有机EL装置20G和蓝色有机EL装置20B进行结合，可获得全色彩有机EL显示单元(示例7)。
对于示例1～7所形成的有机EL显示单元的红色有机EL装置10R和20R、绿色有机EL装置10G和20G以及蓝色有机EL装置10B和20B，分别测量在以电流密度为100mA/cm2的恒电流驱动时的亮度半寿期(寿命)。此外，还测量在以10mA/cm2的电流密度的驱动下的驱动电压(V)、发光效率(cd/A)和色度。表格1中示出了示例1-1～6-4和示例7的成分列表。此外，在表格2～14中示出了前述测量结果。
表格1
表格2
表格3
表格4
表格5
表格6
表格7
表格8
表格9
表格10
表格11
表格12
表格13
表格14
如表格2所证实(示例1-1)，由于设置厚度为1nm的公共空穴传输层16原因，与参考示例1中不设置公共空穴传输层16D的情况相比，蓝色有机EL装置10B的发光半寿期从240小时提高到480小时。此外，如表格3所示，发光效率从7.2cd/A提高到8.0cd/A。这是因为，由于在通过旋涂法(涂覆法)所形成的蓝色空穴注入层16BB和沉积形成的蓝色发光层16CB之间插入通过沉积所形成的公共空穴传输层16D的原因，能够降低空气中的湿气、灰尘等环境污染，并改善蓝色发光层16CB的界面，从而改善空穴传输性能。
此外，由于将公共空穴传输层16D的厚度设置为2nm，进一步改善了发光半寿期和发光效率。也就是说，由于公共空穴传输层16D的厚度为1nm以上，可以看到发光半寿期和发光效率得到显著改善。此外，由于公共空穴传输层16D的厚度为2nm以上，进一步改善了发光半寿期和发光效率。然而，如示例1-2～1-4所证实，由于随着公共空穴传输层16D变厚，驱动电压趋于增加，所以公共空穴传输层16D的厚度优选为1nm～10nm(包括两端点值)。
如表格4～表格13所证实，前述效果并不限于示例1所使用的低分子材料，只要使用分子式1～3中具体示例所述的化合物，任意组合都可以获得前述效果。具体地，红色发光层16CR、绿色发光层16CG、蓝色空穴传输层16BB和公共空穴传输层16D中所用的低分子材料均可以与示例2中的材料相同，或均不同于示例5中的材料。此外，添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG的低分子材料可不同于示例6中的材料。以此方式，由于设置有公共空穴传输层16D的原因，蓝色有机EL装置10B的特性得到改善。具体地，亮度半寿期比常规蓝色有机EL装置明显提高两倍以上。
如表格8所证实，即使在示例2中没有设置蓝色空穴传输层26BB，且公共空穴传输层26D直接形成在蓝色空穴注入层26AB上的情况下，仍获得类似于示例1-1～1-12的效果，并尤其进一步改善亮度半寿期。
接着，在蓝色空穴传输层16BB中使用分子式(4-1)所示的聚合物材料(TFB)以及在公共空穴传输层16D中使用分子式(2-66)所示的低分子材料(示例8)和分子式(2-6)所示的低分子材料(示例9)的情况下，测量1nm～10nm的每一膜厚下的蓝色有机EL装置10B的寿命、发光效率、驱动电压和色度。表格15是示例8和9的组成的列表。表格16示出了其测量结果。蓝色有机EL装置10B的组成、制造方法和测量条件与前述示例1～6中类似。
表格15
表格16
如表格16所证实，公共空穴传输层16D的厚度为1nm时的亮度半寿期几乎等于参考示例1和2的亮度半寿期，不能达到在蓝色空穴传输层16BB中使用低分子材料的示例1～6中所获得的改善程度。但是，由于公共空穴传输层16D的厚度增加，亮度半寿期逐渐改善，在厚度为5nm以上时获得的效果超过在示例1～6中获得的亮度半寿期的效果。原因如下。首先，虽然与低分子材料(特别是单体)情况相比，由于分子量的原因而降低了低聚物材料和聚合物材料中的空穴迁移度，但由于设置了公共空穴传输层16D，减小了蓝色空穴传输层16BB中的空穴迁移度的降低，并改善了电气特性。此外，由于聚合物材料的玻璃相变点(transitionpoint)通常高于单体的相变点，从而能够在高温下进行热处理。从而，可减少能够导致劣化的制造期间所使用溶剂等的残留物。如上所述，能够得到前述示例的结果。
然而，不是所有的聚合物都能够由于如上所述在蓝色空穴传输层16BB中使用聚合物材料而得到亮度半寿期的改善效果，而是通过其HOMO值处于某个范围内的聚合物获得上述改善效果。图15是表示当在蓝色空穴传输层16BB中使用具有不同HOMO值的聚合物材料时各HOMO值与亮度半寿期之间关系的特征图。公共空穴传输层16D的材料、膜厚度和其它条件是基于示例9-4的。本文中所述的HOMO值是通过大气光电子能谱学(atmosphericphotoelectronspectroscopy)测量的值。如图15所示，当在蓝色空穴传输层16BB中使用HOMO值在5.3～5.6(包括两端点值)范围内的聚合物材料时，亮度半寿期显著改善，而使用HOMO值为5.2以下或5.7以上的聚合物材料时，亮度半寿期的改善很小，或者易于变差。原因如下。在公共空穴传输层16D中所使用的许多低分子材料的HOMO值为5.4～5.6(包括两端点值)。当在蓝色空穴传输层16BB中使用HOMO值为5.2以下或5.7以上的聚合物材料时，在公共空穴传输层16D和蓝色空穴传输层16BB之间的HOMO值差异增加，于是空穴传输期间的势垒增加。因此，空穴注入到蓝色发光层16CB的效率降低，降低了亮度半寿期。在示例8和9中所用的TFB的HOMO值是5.45。如上所述，由于在蓝色空穴传输层16BB中使用HOMO值为5.3～5.6(包括两端点值)的聚合物材料，进一步改善了亮度半寿期。
在示例1～9中，通过使用旋涂法形成空穴注入层16AR、16AG和16AB以及空穴传输层16BR、16BG和16BB。然而，该方法并不限于涂覆法。即使在通过使用诸如喷墨法、喷嘴涂覆法、偏置法(offsetmethod)凸版印刷法(anastaticprinting)和柔版印刷法(flexographicmethod)等各种印刷法所形成的有机EL显示单元中，也能够获得类似于各示例的结果。
虽然上文参照实施例和示例对本发明进行了说明，但本发明并不限于前述实施例和前述示例，可以进行各种修改。
例如，各层的材料、厚度、膜形成方式、膜形成条件等并不限于前述实施例和前述示例，也可采用其它材料、其它厚度、其它膜形成方法和其它膜形成条件。
此外，虽然在前述示例1～7的蓝色空穴传输层16BB中使用低分子材料(单体)，但材料并不限于此，也可使用聚合的低聚体材料和聚合物材料。例如，除了示例8和9中所用的聚合物材料之外，只要HOMO处于前述合适范围内，可将具有不同平均分子量的多个分子混合以调整空穴传输能力。当在诸如旋涂法和喷墨法等涂覆法中使用低分子材料时，由于用于涂覆的溶液的粘性通常会降低，可能会限制膜厚度的调整范围。通过使用增加了分子量的低聚物材料或聚合物材料来解决这类问题。
此外，在前述实施例和前述示例中，通过蒸发法使用一种低分子材料形成公共空穴传输层16D。然而，能够通过共同蒸发法使用具有不同分子量的低分子材料形成公共空穴传输层16D来改善蓝色有机EL装置10B的特性，例如使用分子式(2-9)和分子式(2-10)所示的化合物。此外，即使在通过厚度为1nm以上的分子式(2-9)和分子式(2-10)所示低分子材料的组合来形成形成公共空穴传输层16D的情况下，仍能改善蓝色特性。
此外，在前述实施例和前述示例中，通过将低分子材料添加到红色发光层16CR和绿色发光层16CG来改善空穴传输特性。然而，进行空穴传输的结构或具有用作红色发光层16CR和绿色发光层16CG的取代物的聚合物材料也能够获得类似效果。
此外，在前述实施例和前述示例中，具体说明了有机发光装置10R、10G和10B的结构。然而，没有必要设置所有层，而且也可以另外设置其它层。另外，在前述实施例和前述示例中，说明了除作为有机EL装置的蓝色有机EL装置以外还包括有机EL装置的红色和绿色有机EL装置的显示单元。但是本发明也可应用于由蓝色有机EL装置和黄色有机EL装置组成的显示装置中。
此外，根据前述实施例，说明了有源矩阵显示单元。然而，本发明也可应用于无源矩阵显示单元。另外，用于驱动有源矩阵的像素驱动电路构造并不限于前述实施例和前述示例所述的构造。如果需要，也可以增加电容装置或电阻。在此情况下，根据像素驱动电路的改变，可以增加除前述信号线驱动电路120和前述扫描线驱动电路130之外的其它必要驱动电路。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其它因素，可以在本发明所附的权利要求及其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合及改变。
Claims (18)
1.一种有机电致发光显示单元，其包括：
下电极，所述下电极是蓝色的第一有机电致发光装置和第一颜色的第二有机电致发光装置中的每个有机电致发光装置的下电极，该下电极设置在基板上，所述第一颜色不同于蓝色；
第一空穴注入/传输层，其设置在所述第一有机电致发光装置和所述第二有机电致发光装置中的每个有机电致发光装置的所述下电极上，所述第一空穴注入/传输层具有空穴注入特性和空穴传输特性中的至少一个特性；
所述第一颜色的第二有机发光层，其设置在所述第二有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层上，并由通过向聚合物材料中添加低分子材料所形成的混合物组成；
第二空穴注入/传输层，其设置在所述第二有机发光层的整个表面上和第一有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层的整个表面上，所述第二空穴注入/传输层是由添加到所述第二有机发光层的所述低分子材料的同系统材料形成；
蓝色的第一有机发光层，其设置在所述第二空穴注入/传输层的整个表面上，并由形成所述第二空穴注入/传输层的材料的同系统材料形成；
电子注入/传输层和上电极，所述电子注入/传输层具有电子注入特性和电子传输特性中的至少一个特性，所述电子注入/传输层和所述上电极顺序布置在所述第一有机发光层的整个表面上。
2.如权利要求1所述的有机电致发光显示单元，其中，所述第二有机电致发光装置是红色有机电致发光装置、绿色有机电致发光装置和黄光有机电致发光装置中的至少一个有机电致发光装置。
3.如权利要求2所述的有机电致发光显示单元，其中，所述第二有机发光层包括聚合物材料和低分子材料，所述聚合物材料与所述低分子材料的混合比为10:1～1:2。
4.如权利要求1所述的有机电致发光显示单元，其中，所述第一有机发光层是由低分子材料制成。
5.如权利要求2所述的有机电致发光显示单元，其中，所述第一空穴注入/传输层具有空穴注入层和形成在所述空穴注入层上的空穴传输层，蓝色的所述第一有机电致发光装置的所述空穴传输层是由低分子材料制成，所述第二有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层是由聚合物材料制成。
6.如权利要求2所述的有机电致发光显示单元，其中，所述第一空穴注入/传输层具有空穴注入层和形成在所述空穴注入层上的空穴传输层，所述第一有机电致发光装置的所述空穴传输层是由聚合物材料制成，所述第二有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层是由聚合物材料制成。
7.如权利要求2所述的有机电致发光显示单元，其中，所述第二有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层是由聚合物材料制成，所述第一有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层仅是由空穴注入层组成。
8.如权利要求3所述的有机电致发光显示单元，其中，所述第一空穴注入/传输层、所述第二空穴注入/传输层、所述第一有机电致发光装置的所述第一有机发光层和所述第二有机电致发光装置的所述第二发光层中所使用的所述低分子材料是分子式1表示的化合物：
其中，A1～A3代表芳香烃基团、杂环基团或其衍生物。
9.如权利要求3所述的有机电致发光显示单元，其中，所述低分子材料是分子式2表示的但不包括包含在分子式1中的化合物的化合物：
其中，Z代表含氮烃基团或其衍生物；L1代表键合有1～4个二价芳香环基团的基团或其衍生物；及A4和A5代表芳香烃基团、芳香杂环基团或其衍生物，A4和A5能够彼此键合并形成环状结构。
10.如权利要求9所述的有机电致发光显示单元，其中，L1代表键合有1～4个芳香环的二价基团或其衍生物。
11.如权利要求3所述的有机电致发光显示单元，其中，所述低分子材料是由分子式3表示的但不包括包含在分子式1中的化合物的化合物：
其中，L2代表键合有2～6个二价芳香环基团的基团或其衍生物；及A6～A9代表键合有1～10个芳香烃基团、杂环基团或其衍生物的基团。
12.如权利要求11所述的有机电致发光显示单元，其中，L2代表键合有2～6个芳香环的二价基团或其衍生物。
13.如权利要求3所述的有机电致发光显示单元，其中，所述第一有机发光层是由分子式4表示的化合物制成：
其中，R1～R6代表氢原子、卤素原子、羟基、氰基、硝基；碳数目为20以下且具有羰基的基团；具有羰基酯基、烷基、烯基、烷氧基或其衍生物的基团；碳数目为30以下且具有硅烷基的基团；或具有芳基的基团、具有杂环基的基团、具有氨基的基团、或其衍生物。
14.一种有机电致发光显示单元的制造方法，其包括以下步骤：
在基板上为蓝色的第一有机电致发光装置和第一颜色的第二有机电致发光装置中每个有机电致发光装置形成下电极，所述第一颜色不同于蓝色；
通过涂覆法在所述下电极上形成所述第一有机电致发光装置和所述第二有机电致发光装置中每个有机电致发光装置的第一空穴注入/传输层，所述第一空穴注入/传输层具有空穴注入特性和空穴传输特性中的至少一个特性；
通过涂覆法在所述第二有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层上形成所述第一颜色的第二有机发光层，所述第二有机发光层由通过向聚合物材料中添加低分子材料所形成的混合物组成；
通过蒸发法在所述第二有机发光层的整个表面上和所述第一有机电致发光装置的所述第一空穴注入/传输层的整个表面上形成由添加到所述第二有机发光层的所述低分子材料的同系统材料形成的第二空穴注入/传输层；
通过蒸发法在所述第二空穴注入/传输层的整个表面上形成蓝色的第一有机发光层，所述第一有机发光层由形成所述第二空穴注入/传输层的材料的同系统材料形成；
在所述第一有机发光层的整个表面上顺序形成电子注入/传输层和上电极，所述电子注入/传输层具有电子注入特性和电子传输特性中的至少一个特性。
15.如权利要求14所述的有机电致发光显示单元的制造方法，其中，将喷墨法、喷嘴涂覆法、旋涂法、偏置法、柔版印刷法或凸版印刷法用作所述涂覆法。
16.如权利要求14所述的有机电致发光显示单元的制造方法，其中，通过使用包括所述低分子材料和聚合物材料的混合物的涂覆法来形成所述第二有机发光层。
17.一种用于通过涂覆法在有机电致发光显示单元中形成第二有机发光层的溶液，所述有机电致发光显示单元为前述权利要求1-13中任一权利要求所限定的有机电致发光显示单元，
其中，所述溶液是由溶解在有机溶剂中的聚合物材料和低分子材料组成。
18.如权利要求17所述的溶液，其中，所述第二有机发光层包括聚合物材料和低分子材料，所述聚合物材料与所述低分子材料的混合比为10:1～1:2。
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