CN102694000B - 有机电致发光显示装置及其制造方法 - Google Patents

有机电致发光显示装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能够稳定制造并且器件特性改善的有机电致发光显示装置及其制造方法。该有机EL显示装置包括在基板上对应于蓝色的第一有机电致发光元件和其他色的第二有机电致发光元件设置的多个第一电极;在第一电极的整个表面上设置的空穴注入/输送层;在该空穴注入/输送层的整个表面上设置的其他色的第二有机发光层,第二有机发光层的至少一部分具有结晶部;在第二有机发光层的整个表面上设置的连接层;在该连接层的整个表面上设置的蓝色的第一有机发光层;在第一有机发光层的整个表面上设置的电子注入/输送层;和在该电子注入/输送层上设置的第二电极。

Description

有机电致发光显示装置及其制造方法
相关申请的交叉参考
本发明包含于2011年3月25日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2011-068247相关的主题,在此将该日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光(EL)显示装置及其制造方法,其中有机EL显示装置利用有机EL现象发光。
背景技术
随着信息和通信行业的加速发展,需要更高性能的显示元件。其中,作为下一代显示元件引起人们关注的有机EL元件在作为自发光型显示元件使用时不仅具有宽视角和优良对比度的优点,而且具有响应时间快的优点。
构成有机EL元件的发光层等中使用的材料大体上分为低分子材料和高分子材料。在这两种材料中,一般地,已知的是,低分子材料表现出更高的发光效率和更长的使用寿命。
此外,一般通过诸如真空沉积法等干式法(气相沉积法)形成低分子材料的有机膜,而通过诸如旋转涂布法、喷墨法或喷嘴涂布法等湿式法(涂布法)或者诸如柔性版印刷法或胶印法等印刷法形成高分子材料的有机膜。
真空沉积法的优点在于:不需要将有机薄膜的形成材料溶解在溶剂中,因而不需要在成膜后去除溶剂。然而,在真空沉积法中,难以使用金属掩模在不同区域形成不同的膜,尤其是在制造大型面板时需要高的制造成本。因此,真空沉积法难以应用于大屏幕基板并且也难以用于大规模生产。有鉴于此,比较容易用于显示屏幕大面积化的涂布法引起了人们关注。
在这种情况下,例如,日本专利未审查公开No.2006-140434公开了一种显示装置,其中对应于各色的发光元件通过诸如喷墨法等湿式法形成空穴注入层、空穴输送层、红色发光层和绿色发光层,并且通过真空沉积法在其上形成作为共用层的蓝色发光层等。这种结构使得不需要进行蓝色发光层的微细图案化,因而显示屏幕大面积化的可能性变高。
在日本专利未审查公开No.2006-140434所公开的对应于各元件通过涂布法形成各层的有机EL显示装置中,极难控制膜厚,并且难于实现稳定的制造。此外,需要改善器件特性。
发明内容
因此,期望提供一种有机EL显示装置及其制造方法,所述有机EL显示装置能够稳定制造并且器件特性改善。
根据本发明的实施方案,提供一种有机电致发光显示装置,包括:
在基板上对应于蓝色的第一有机电致发光元件和其他色的第二有机电致发光元件设置的多个第一电极;
在第一电极的整个表面上设置的空穴注入/输送层,所述空穴注入/输送层具有空穴注入和空穴输送中的至少一种特性;
在所述空穴注入/输送层的整个表面上设置的其他色的第二有机发光层,第二有机发光层的至少一部分具有结晶部;
在第二有机发光层的整个表面上设置的连接层;
在所述连接层的整个表面上设置的蓝色的第一有机发光层;
在第一有机发光层的整个表面上设置的电子注入/输送层,所述电子注入/输送层具有电子注入和电子输送中的至少一种特性;和
在所述电子注入/输送层上设置的第二电极。
根据本发明的另一个实施方案,提供制造有机电致发光显示装置的第一方法,包括:
在基板上对应于蓝色的第一有机电致发光元件和其他色的第二有机电致发光元件形成多个第一电极;
通过涂布法在第一电极的整个表面上形成多个空穴注入/输送层,所述空穴注入/输送层具有空穴注入和空穴输送中的至少一种特性;
通过涂布法在所述空穴注入/输送层的整个表面上形成其他色的第二有机发光层;
在第二有机发光层的至少一部分中形成结晶部;
通过气相沉积法在第二有机发光层的整个表面上形成连接层;
通过气相沉积法在所述连接层的整个表面上形成蓝色的第一有机发光层;
通过气相沉积法在第一有机发光层的整个表面上形成电子注入/输送层,所述电子注入/输送层具有电子注入和电子输送中的至少一种特性;和
在所述电子注入/输送层的整个表面上形成第二电极。
根据本发明的另一个实施方案,提供制造有机电致发光显示装置的第二方法,包括:
在基板上对应于蓝色的第一有机电致发光元件和其他色的第二有机电致发光元件形成多个第一电极;
通过涂布法在第一电极的整个表面上形成多个空穴注入/输送层,所述空穴注入/输送层具有空穴注入和空穴输送中的至少一种特性;
通过气相沉积法在所述空穴注入/输送层的整个表面上形成其他色的第二有机发光层;
在第二有机发光层的至少一部分中形成结晶部;
通过气相沉积法在第二有机发光层的整个表面上形成连接层;
通过气相沉积法在所述连接层的整个表面上形成蓝色的第一有机发光层;
通过气相沉积法在第一有机发光层的整个表面上形成电子注入/输送层,所述电子注入/输送层具有电子注入和电子输送中的至少一种特性;和
在所述电子注入/输送层的整个表面上形成第二电极。
在根据本发明实施方案的有机EL显示装置及其制造方法中,蓝色的第一有机发光层和其他色的第二有机发光层在整个表面上作为共用层形成,由此使膜厚控制容易。此外,第二有机发光层被部分地结晶化,由此可以进行两种波长光的选择性发光。
根据属于本发明实施方案的有机EL显示装置及其制造方法,蓝色的第一有机发光层和其他色的第二有机发光层在整个表面上作为共用层形成,由此使膜厚控制容易,并且各元件之间的特性分散减小。此外,由于第二有机发光层被部分地结晶化,使得能够进行两种波长光的选择性发光。结果,可以更容易地提供具有稳定特性的全色显示装置。
附图说明
图1显示根据本发明第一实施方案的有机EL显示装置的结构;
图2显示图1所示的像素驱动电路的一个例子;
图3是显示图1所示的显示区域的结构的剖面图;
图4是显示制造图1所示的有机EL显示装置的方法的流程图;
图5A~5F是显示图4所示的制造方法的步骤顺序的剖面图;
图6显示形成结晶部的方法的一个例子;
图7是显示根据本发明第二实施方案的有机EL显示装置的结构的剖面图;
图8是显示制造图7所示的有机EL显示装置的方法的流程图;
图9显示形成结晶部的方法的另一个例子;
图10是显示包括根据上述实施方案的显示装置的模块的示意性结构的平面图;
图11是显示根据上述实施方案的显示装置的应用例1的外观立体图;
图12A是显示应用例2的从前侧看的外观立体图,图12B是显示应用例2的从后侧看的外观立体图;
图13是显示应用例3的外观立体图;
图14是显示应用例4的外观立体图;和
图15A是应用例5的打开状态的前视图,图15B是打开状态的侧视图,图15C是关闭状态的前视图,图15D是左视图,图15E是右视图,图15F是俯视图,15G是仰视图。
具体实施方式
下面参照附图按以下顺序详细说明本发明的各实施方案。
1.第一实施方案
(通过涂布法形成其他色的第二有机发光层的有机EL显示装置)
2.第二实施方案
(通过气相沉积法形成其他色的第二有机发光层的有机EL显示装置)
(第一实施方案)
图1显示根据本发明第一实施方案的有机EL显示装置的结构。有机EL显示装置1用在有机EL电视机等中,其中,例如,后面将要说明的多个红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y以矩阵形式配置在基板11上的显示区域110中。在显示区域110的周边,设置有作为画面显示的驱动器的信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130。
在显示区域110中设置有像素驱动电路140。图2显示像素驱动电路140的一个例子。像素驱动电路140是形成在后面将要说明的下电极14下层中的有源型驱动电路。具体而言,像素驱动电路140包括驱动晶体管Tr1、写入晶体管Tr2、位于这些晶体管Tr1和Tr2之间的电容器(保持电容)Cs以及位于第一电源线(Vcc)和第二电源线(GND)之间并串联连接至驱动晶体管Tr1的红色有机EL元件10R(或绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B或黄色有机EL元件10Y)。驱动晶体管Tr1和写入晶体管Tr2均由普通的薄膜晶体管(TFT)构成,它们的结构例如都可以是反交错结构(被称作底栅型)或者可以是交错结构(顶栅型),没有特殊限制。
在像素驱动电路140中,多根信号线120A沿列方向布置,多根扫描线130A沿行方向布置。各信号线120A与各扫描线130A之间的交叉点对应于红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y中的一个(子像素)。各信号线120A连接至信号线驱动电路120,并从信号线驱动电路120通过信号线120A将图像信号供给到写入晶体管Tr2的源极。各扫描线130A连接至扫描线驱动电路130,并从扫描线驱动电路130通过扫描线130A将扫描信号顺次供给到写入晶体管Tr2的栅极。
此外,在显示区域110中,如上所述,整体以矩阵形式顺次布置发红色光的红色有机EL元件10R、发绿色光的绿色有机EL元件10G、发蓝色光的蓝色有机EL元件10B和发黄色光的黄色有机EL元件10Y。应指出,彼此相邻的红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y的组合构成一个像素。这里,发红色光的红色有机EL元件10R和发绿色光的绿色有机EL元件10G具有各自的来自发黄色光的有机EL元件的光通过的滤色器40,从而分别呈现出红色和绿色的发光色。
图3显示图1所示的显示区域110的剖面结构。红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y均具有以下结构:其中从基板11侧顺次层叠作为阳极的下电极14(第一电极)、隔壁15、包括后面将要说明的发光层(黄色发光层16C、蓝色发光层16E)和连接层16D的有机层16和作为阴极的上电极17(第二电极),其中上述像素驱动电路140的驱动晶体管Tr1和平坦化绝缘膜(未图示)夹在基板11和叠层之间。
红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y均覆盖有保护层20;此外,通过在保护层20的整个表面上利用其间的热固性树脂或紫外线固化性树脂等的粘合层贴合密封基板30(由玻璃等制成)对该组件进行密封。
基板11是支撑体,其中在它的一个主表面侧上排列形成有红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y。基板11可以是已知的基板,例如,石英、玻璃、金属箔、或者树指膜或片。其中,石英或玻璃的基板是优选的。在基板11是树脂膜的情况下,树脂材料的例子包括诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等甲基丙烯酸树脂类、诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)等聚酯类以及聚碳酸酯树脂等。在这种情况下,可能需要形成层叠结构或进行表面处理,以降低透水性和透气性。
下电极14在基板11上对应于红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y形成。下电极14在层叠方向上的厚度(下面简称为“厚度”)例如为10~1000nm。下电极14的材料的例子包括诸如钼(Mo)、铬(Cr)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨(W)和银(Ag)等金属元素的单质或其合金。此外,下电极14可以具有由这些金属元素中任一种的单质或其合金制成的金属膜以及铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(InZnO)或氧化锌(ZnO)与铝(Al)的合金等制成的透明导电膜构成的层叠结构。应指出,当将下电极14用作阳极时,下电极14优选由具有高的空穴注入性的材料制成。然而,这里应注意,即使伴随有由于表面氧化膜的存在以及功函数小造成的空穴注入势垒问题的铝(Al)合金等材料,通过额外地设置适当的空穴注入层16A,也可以用作下电极14的材料。
隔壁15被设置以确保下电极14与上电极17之间的绝缘性,并使发光区域成为期望形状。隔壁15的材料的例子包括诸如SiO2等无机绝缘材料以及诸如正型感光性的聚苯并噁唑或正型感光性的聚酰亚胺等感光性树脂。隔壁15中设有对应于发光区域的开口。应指出,有机层16和上电极17不仅可以形成在开口上,而且可以形成在隔壁15上,但是发光仅在隔壁15的开口中产生。此外,尽管在本实施方案中,采用由一种材料形成隔壁15的单层结构,但是隔壁15可以具有由多种材料构成的层叠结构。此外,可以采用以下结构:其中仅有下电极14被图案化,未设置隔壁15,并且空穴注入层16A和后续的有机层16被设置作为共用层。
有机EL元件10R、10G、10B和10Y中的有机层16例如具有以下结构:从下电极14侧顺次层叠空穴注入层16A、空穴输送层16B、黄色发光层16C、连接层16D、蓝色发光层16E、电子输送层16F和电子注入层16G。有机层16被设置作为有机EL元件10R、10G、10B和10Y的共用层。
空穴注入层16A是用于提高向黄色发光层16C和蓝色发光层16E的空穴注入效率并防止漏光的缓冲层。空穴注入层16A的厚度例如优选为5~100nm,更优选8~50nm。
可以根据与电极及邻接层的材料的关系适当地选择构成空穴注入层16A的材料。因此,适用的材料的例子包括诸如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚苯乙炔、聚噻吩乙炔、聚喹啉、聚喹喔啉和其衍生物、在主链或支链中含有芳香族胺结构的聚合物等导电性高分子、金属酞菁配合物(如铜酞菁配合物等)和碳等。
当用于形成空穴注入层16A的材料是高分子材料时,高分子材料的重均分子量(Mw)可以为5,000~300,000,特别优选约10,000~200,000。此外,还可以使用Mw为约2,000~5,000的低聚物;然而,如果Mw小于5,000,则在形成空穴输送层和后续层时空穴注入层可能会发生溶解。另一方面,如果Mw超过300,000时,则材料可能会凝胶化,从而导致成膜困难。
用作构成空穴注入层16A的材料的典型导电性高分子的例子包括聚苯胺、低聚苯胺和诸如聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)(PEDOT)等聚二氧噻吩。其他例子包括以H.C.StarckGmbH制造的名称Nafion(商标)市售的聚合物或以商品名Liquion(商标)市售的溶液形式的聚合物、NissanChemicalIndustries,Ltd.制造的ELsource(商标)以及SokenChemical&EngineeringCo.,Ltd.制造的称为Verazol(商标)的导电性高分子,等等。
红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y中的空穴输送层16B用于提高向黄色发光层16C和蓝色发光层16E的空穴输送效率。取决于元件的整体结构,空穴输送层16B的厚度例如优选为10~200nm,更优选15~150nm。
构成空穴输送层16B的高分子材料可以是在有机溶剂中溶解的发光材料。可以使用的高分子材料的例子包括聚乙烯基咔唑、聚芴、聚苯胺、聚硅烷及其衍生物、在主链或侧链中具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、聚噻吩和其衍生物及聚吡咯等。
更优选的例子包括确保空穴输送层16B对下侧的空穴注入层16A和上侧的黄色发光层16C的良好粘合性、在有机溶剂中可溶解的、并由下式(1)代表的高分子材料:
其中A1~A4每一个是1~10个芳香族烃基或其衍生物彼此连接在一起形成的基团或者1~15个杂环基或其衍生物彼此连接在一起形成的基团;n和m每一个是0~10,000的整数,并且n+m是10~20,000的整数。
此外,n部和m部的排列顺序是任意的,并且例如该顺序可以使高分子材料成为无规聚合物、交替共聚物、周期共聚物或嵌段共聚物。此外,n和m每一个优选是5~5,000的整数,更优选10~3,000的整数。此外,n+m优选是10~10,000的整数,更优选20~6,000的整数。
此外,在式(1)代表的化合物中,A1~A4代表的芳香族烃基的具体例子包括苯、芴、萘、蒽或其衍生物;苯乙炔衍生物;和苯乙烯基衍生物等。杂环基的具体例子包括噻吩、吡啶、吡咯、咔唑或其衍生物。
在式(1)代表的化合物中的A1~A4具有取代基的情况下,该取代基例如是碳数1~12的直链或支链烷基或烯基。该取代基的具体和优选例子包括甲基、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、乙烯基和烯丙基。
式(1)代表的化合物的具体的、优选的但非限制性的例子包括下式(1-1)~(1-3)代表的化合物,具体而言,
聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4’-(N-(4-仲丁基苯基))二苯基胺)](TFB,式(1-1));
聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-交替共-(N,N’-双{4-丁基苯基}-联苯胺N,N’-{1,4-二亚苯基})](式(1-2));和
聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)](PFO,式(1-3))。
在黄色发光层16C中,通过施加电场,使电子和空穴彼此再结合,从而发光。取决于元件的整体结构,黄色发光层16C的厚度例如优选为10~200nm,更优选15~100nm。黄色发光层16C含有至少一种低分子材料和至少一种发光材料,并且具有在500~750nm范围内的至少一个峰值波长。这里,低分子材料是单体或具有2~10个彼此连接的单体的低聚物,优选其重均分子量高达10,000。应指出,重均分子量超出上述范围的低分子材料不必须排除在外。
例如,通过后面将要详细说明的诸如喷墨法等涂布法形成黄色发光层16C。在这种情况下,使用至少一种有机溶剂溶解高分子材料和低分子材料,所述的有机溶剂例如是甲苯、二甲苯、苯甲醚、环己酮、均三甲苯(1,3,5-三甲基苯)、偏三甲苯(1,2,4-三甲基苯)、二氢苯并呋喃、1,2,3,4-四甲基苯、萘满、环己基苯、1-甲基萘、对甲氧基苯甲醇、二甲基萘、3-甲基联苯、4-甲基联苯、3-异丙基联苯和单异丙基萘,并且混合溶液用于形成黄色发光层16C。
黄色发光层16C中所含的材料优选其玻璃态转变点为80~180℃。当玻璃态转变点等于或小于80℃时,在密封步骤中或在显示可靠性试验等时可能会产生麻烦。另一方面,如果玻璃态转变点等于或大于180℃,则难于使黄色发光层结晶化。考虑到这些因素,黄色发光层16C中使用的低分子材料的玻璃态转变点更优选为130~150℃。应指出,构成黄色发光层16C的低分子材料和发光材料中的至少一种材料满足该条件就是充分的。在这种情况下,优选的是,按构成黄色发光层16C的材料的总重量计,满足上述条件的材料的量至少为约10%。
构成黄色发光层16C的发光材料的例子包括下式(2)~(4)代表的磷光性主体材料和荧光性主体材料。
其中Z1是含氮烃基或其衍生物;L1是1~4个二价芳香族环基连接在一起形成的基团或其衍生物,具体而言,1~4个芳香族环连接在一起形成的二价基团或其衍生物;和A5和A6每一个是芳香族烃基或芳香族杂环基或其衍生物,但是A5和A6可以彼此连接形成环状结构。
其中R1~R3每一个独立地是氢原子、1~3个芳香族环缩合在一起形成的芳香族烃基或其衍生物、具有碳数1~6的烃基的1~3个芳香族环缩合在一起形成的芳香族烃基或其衍生物、或具有碳数6~12的芳香族烃基的1~3个芳香族环缩合在一起形成的芳香族烃基或其衍生物。
其中R4~R9每一个是氢原子、卤原子、羟基、碳数20以下的烷基、烯基、具有羰基的基团、具有羰基酯基团的基团、具有烷氧基的基团、具有氰基的基团、具有硝基的基团、其衍生物、碳数30以下的具有甲硅烷基的基团、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。
式(2)代表的化合物的具体例子包括下式(2-1)~(2-96)代表的化合物。
式(3)代表的化合物的具体例子包括下式(3-1)~(3-5)等代表的化合物。
式(4)代表的化合物中R4~R9代表的具有芳基的基团的例子包括苯基、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-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、1-基(chrysenyl)、6-基、2-荧蒽基、3-荧蒽基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、o-甲苯基、m-甲苯基、p-甲苯基和p-叔丁基苯基等。
此外,R4~R9代表的具有杂环基的基团是含有氧原子(O)、氮原子(N)或硫原子(S)作为杂原子的5元或6元芳香族环基,包括碳数2~20的稠合多环芳香族环基。这种杂环基的例子包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、吡啶基、喹啉基、喹喔啉基、咪唑并吡啶基和苯并噻唑基。代表性例子包括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、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-异吲哚基、2-异吲哚基、3-异吲哚基、4-异吲哚基、5-异吲哚基、6-异吲哚基、7-异吲哚基、2-糠偶酰基、3-糠偶酰基、2-苯并呋喃基、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、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、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、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-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、1-菲啶基、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、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基和9-吖啶基等。
R4~R9代表的具有氨基的基团可以是烷基氨基、芳基氨基和芳烷基氨基等中的任一种。这些基团优选具有碳数1~6的脂肪族烃基和/或1~4个芳香族环基。这种基团的例子包括二甲基氨基、二乙基氨基、二丁基氨基、二苯基氨基、二甲苯基氨基、二联苯基氨基和二萘基氨基。应指出,上述取代基可以形成由两个以上取代基构成的稠合环,或者可以是其衍生物。
式(4)代表的化合物的具体例子包括下式(4-1)~(4-51)等代表的化合物。
此外,优选的是使用磷光性金属配合物作为掺杂剂,其中中心金属是选自元素周期表第7~11族的金属。金属的例子包括铍(Be)、硼(B)、锌(Zn)、镉(Cd)、镁(Mg)、金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、铝(Al)、钆(Ga)、钇(Y)、钪(Sc)、钌(Ru)、铑(Rh)、锇(Os)和铱(Ir)。磷光性金属配合物的更具体的但非限制性的例子包括下式(5-1)~(5-29)代表的化合物。应指出,上述掺杂剂可以单独使用或者两种以上组合使用。此外,可以组合使用中心金属彼此不同的掺杂剂。
此外,除了上述低分子材料之外,尤其是作为黄色发光材料,可以提到的有经三重态发出磷光的双(2-2’-苯并噻吩基)-吡啶-N,C3)(乙酰丙酮)合铱(式(6-1),下面简写为btp2Ir(acac))和双(8-羟基喹啉)锌(式(6-2))。此外,还可以使用将黄色发光材料加到作为代表性绿色发光材料的三(2-苯基吡啶)铱(式(6-3),下面简写为Ir(ppy)3)中以合成黄色光的发光方法。这些是非限制性例子。
此外,在本实施方案中,黄色发光层16C通过使对应于蓝色有机EL元件10B的区域结晶化而形成有结晶部16CA。通过后面将要说明的方法使对应于蓝色有机EL元件10B的区域结晶化,从而在这些区域中抑制黄色发光并呈现出蓝色发光。应指出,结晶部16CA例如可以伴随有折射率变化,从而结晶部16CA的反射率不同于结晶部16CA以外的黄色发光层16C的反射率。此外,结晶部16CA中的低分子材料或高分子材料可以不必须处于结晶状态,只要材料处于不发黄色光的状态。例如,可以采用在上述区域中构成黄色发光层16C的材料选择性地发生分解等的条件,结果,在这些区域中不能发挥黄色发光层16C的功能。
应指出,构成黄色发光层16C的材料不限于上述式(2-1)~(2-96)、式(3-1)~(3-5)、式(4-1)~(4-51)、式(5-1)~(5-29)和式(6-1)~(6-3)代表的磷光性和荧光性低分子材料。该材料可以含有例如已经用于此目的的高分子材料,例如,诸如聚芴系高分子衍生物、聚苯乙炔衍生物、聚苯撑衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物和聚噻吩衍生物等发光性高分子。
连接层16D用于在黄色发光区域内阻断向蓝色发光层16E的空穴注入,并用于在蓝色发光区域内使黄色发光层16C结晶化而不发挥发光层的功能,从而发挥空穴输送层的功能。取决于元件的整体结构,连接层16D的厚度例如优选为2~30nm,更优选5~15nm。
构成连接层16D的材料的非限制性例子包括上述式(3-1)~(3-5)和式(4-1)~(4-51)代表的化合物。
在蓝色发光层16E中,通过施加电场,电子和空穴彼此再结合,从而发光。取决于元件的整体结构,蓝色发光层16E的厚度例如优选为2~30nm,更优选5~15nm。
蓝色发光层16E由低分子材料形成,并且含有至少一种主体材料和至少一种客体材料。主体材料的具体例子包括上式(5-1)~(5-29)代表的化合物。
客体材料的例子包括具有高发光效率的有机发光材料,如低分子荧光材料、磷光染料和金属配合物。具体例子是峰值波长在约400~490nm范围内的那些化合物。这类化合物的例子包括诸如萘衍生物、蒽衍生物、并四苯衍生物、苯乙烯胺衍生物或双(吖嗪基)亚甲基硼配合物等有机物质。具体而言,客体材料优选选自氨基萘衍生物、氨基蒽衍生物、氨基衍生物、氨基芘衍生物、苯乙烯胺衍生物和双(吖嗪基)亚甲基硼配合物。
电子输送层16F用于提高向黄色发光层16C和蓝色发光层16E的电子输送效率,并且在蓝色发光层16E的整个表面上作为共用层形成。取决于元件的整体结构,电子输送层16F的厚度例如优选为5~300nm,更优选10~170nm。
电子输送层16F的材料的例子包括喹啉、苝、菲咯啉、双苯乙烯基化合物、吡嗪、三唑、噁唑、富勒烯、噁二唑、芴酮和其衍生物以及金属配合物。具体例子包括三(8-羟基喹啉)铝(简写为Alq3)、蒽、萘、菲咯啉、芘、苝、丁二烯、香豆素、C60、吖啶、二苯乙烯、1,10-菲咯啉和其衍生物及金属配合物。
用于形成电子输送层16F的有机材料不限于一种材料,多种这类有机材料可以混合使用或以层叠形式使用。此外,上述化合物可以用于形成后面将要说明的电子注入层16G。
电子注入层16G用于提高电子注入效率,并且在电子输送层16F的整个表面上作为共用层形成。电子注入层16G的材料的例子包括氧化锂(Li2O)、作为铯(Cs)的复合氧化物的碳酸铯(Cs2CO3)及这些氧化物和复合氧化物的混合物。这些材料不是限制性的。例如,为形成电子注入层16G,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)或镁(Mg)等功函数小的金属、以及这些金属的氧化物、复合氧化物或氟化物等可以单独使用,或者为了增强稳定性而以这些金属、氧化物、复合氧化物或氟化物的混合物或合金的形式使用。此外,还可以使用上述作为电子输送层16F的材料的有机材料。
上电极17的厚度例如为2~15nm,并且由金属导电膜制成。上电极17的材料的具体例子包括Al、Mg、Ca或Na的合金。在合金中,镁与银的合金(Mg-Ag合金)由于在薄膜中具有导电性和低吸收而是优选的。Mg-Ag合金中的镁与银的比率没有特别限制。Mg∶Ag的膜厚比优选为20∶1~1∶1。上电极17的材料也可以是铝与锂的合金(Al-Li合金)。
此外,上电极17可以是含有诸如喹啉铝配合物、苯乙烯胺衍生物或酞菁衍生物等有机发光材料的混合层。在这种情况下,可以单独地设置诸如MgAg等透光性材料作为第三层。应指出,在有源矩阵驱动方式的情况下,上电极17以固态膜状形成在基板11上,使得其通过有机层16和隔壁15与下电极14绝缘,并且用作红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y的共用电极。
保护层20的厚度例如为2~3μm,并且可以由绝缘材料或导电材料形成。绝缘材料优选是无机非晶绝缘材料,其例子包括非晶硅(α-Si)、非晶碳化硅(α-SiC)、非晶氮化硅(α-Si1-xNx)和非晶碳(α-C)。由于这些无机非晶绝缘材料不构成晶粒,所以其透水性低并因而成为良好的保护膜。
密封基板30位于红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y的上电极17侧。密封基板30与粘合层(未图示)一起将红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y密封。在通过密封基板向上发光的顶部发光方式的情况下,密封基板30由对于从红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y发出的光透明的材料(例如,玻璃)形成。密封基板30设置有滤色器40和作为黑矩阵的遮光膜(未图示),由此允许在红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y中产生的光射出,同时吸收由红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y以及这些元件间的配线所反射的外部光,从而改善对比度。应指出,在通过下电极发光的底部发光方式的情况下,滤色器40相似地形成在密封基板30下方。
滤色器40至少包括红色滤色器40R和绿色滤色器40G,这些滤色器以及蓝色发光的蓝色滤色器40B和黄色发光的黄色滤色器40Y对应于红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y顺次配置。红色滤色器40R、绿色滤色器40G、蓝色滤色器40B和黄色滤色器40Y例如具有矩形形状并且其间没有间隙地形成。红色滤色器40R、绿色滤色器40G、蓝色滤色器40B和黄色滤色器40Y均由混合有颜料的树脂制成。通过选择颜料,可以调节这些滤色器,使得在对应于目标红色、绿色、蓝色或黄色的波长区域的透光率高,在其他波长区域的透光率低。
此外,滤色器40中高透光率的波长范围与从共振器结构MC1射出的光的光谱的峰值波长λ一致。结果,在从密封基板30入射的外部光中,只有波长等于射出的光的光谱的峰值波长λ的外部光能够通过滤色器40,而其他波长的外部光被防止进入各色的有机EL元件10R、10G、10B或10Y。
遮光膜例如由混合有黑色着色剂的光学密度不小于1的黑色树脂膜构成或者由利用薄膜干涉的薄膜滤色器构成。在遮光膜由黑色树脂膜构成的情况下,可以低成本地形成,因而自然是优选的。薄膜滤色器具有以下结构:其中例如层叠一层或多层的金属、金属氮化物或金属氧化物,并且利用薄膜干涉使光衰减。薄膜滤色器的具体例子包括由铬和氧化铬(III)(Cr2O3)层交替层叠形成的薄膜滤色器。
有机EL显示装置1例如可以通过以下方式来制造。
图4示出制造有机EL显示装置1的方法的流程图,图5A~5F示出图4所示的制造方法的顺序步骤。首先,在由上述材料制成的基板11上形成包括驱动晶体管Tr1的像素驱动电路140,并且设置例如由感光性树脂制成的平坦化绝缘膜(未图示)。
(形成下电极14的步骤)
接下来,在基板11的整个表面上形成例如由ITO制成的透明导电膜,并且使透明导电膜图案化,从而如图5A所示,形成分别对应于红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y的下电极14(步骤S101)。在这种情况下,下电极14通过平坦化绝缘膜(未图示)的接触孔(未图示)与驱动晶体管Tr1的漏极导通。
(形成隔壁15的步骤)
接下来,如图5A所示,通过例如化学气相沉积(CVD)法在下电极14和平坦化绝缘膜(未图示)上形成诸如SiO2等无机绝缘材料的膜,从而形成隔壁15(步骤S102)。
在形成隔壁15之后,对基板11的形成有下电极14和隔壁15的那侧表面进行氧等离子体处理,去除附着在表面上的诸如有机物等污染物,从而提高表面的润湿性。具体而言,在预定温度下,例如在约70~80℃下,加热基板11,接下来,在大气压力下使用氧气作为反应气体进行等离子体处理(O2等离子体处理)(步骤S103)。
(形成空穴注入层16A的步骤)
在进行等离子体处理之后,如图5B所示,在由隔壁15包围的区域内,形成由上述材料制成的空穴注入层16A(步骤S104)。通过诸如旋转涂布法、狭缝印刷法或液滴排出法等涂布法形成空穴注入层16A。特别地,在隔壁15所包围的区域中可以选择性地布置空穴注入层16A的形成材料。在这种情况下,优选使用液滴排出法(例如,喷墨法或喷嘴涂布法)或凹版印刷法或柔性版印刷法等。
具体而言,在下电极14的露出面上布置被选择作为空穴注入层16A的材料的聚苯胺或聚噻吩等的溶液或分散液。其后,进行热处理(干燥处理),从而形成空穴注入层16A。
在热处理中,溶剂或分散介质被蒸发掉,然后在高温下进行加热。在使用聚苯胺或聚噻吩等的导电性高分子的情况下,优选在大气气氛或氧气气氛中进行热处理。其原因是由于氧气使导电性高分子氧化而容易表现出导电性。
加热温度优选为150~300℃,更优选180~250℃。取决于温度和气氛,加热时间优选为约5~300分钟,更优选10~240分钟。干燥后的空穴注入层16A的厚度优选为5~100nm,更优选8~50nm。
(形成空穴输送层16B的步骤)
在形成空穴注入层16A之后,如图5C所示,在空穴注入层16A上形成由上述高分子材料制成的空穴输送层16B(步骤S105)。通过诸如旋转涂布法、狭缝印刷法或液滴排出法等涂布法形成空穴输送层16B。特别地,在隔壁15所包围的区域中可以选择性地布置空穴输送层16B的形成材料。在这种情况下,优选使用选择的印刷法,如液滴排出法(例如,喷墨法或喷嘴涂布法)或凹版印刷法或柔性版印刷法等。
具体而言,通过例如狭缝印刷法,在空穴注入层16A的露出面上布置作为空穴输送层16B的形成材料的高分子材料和低分子材料的混合溶液或分散液。其后,进行热处理(干燥处理),从而形成空穴输送层16B。
在热处理中,溶剂或分散介质被蒸发掉,然后在高温下进行加热。作为涂布气氛和用于干燥和加热溶剂的气氛,优选使用含有氮气(N2)作为主要成分的气氛。如果在气氛中存在氧气和水分,则制得的有机EL显示装置的发光效率可能会降低和/或使用寿命缩短。特别地,由于在加热步骤中氧气或水分的影响很大,所以此时需要注意。氧气浓度优选为0.1~100ppm,更优选不超过50ppm。当氧气存在量大于100ppm时,形成的薄膜的界面可能被污染,因而得到的有机EL显示装置的发光效率可能会降低和/或使用寿命缩短。另一方面,如果氧气浓度小于0.1ppm,尽管EL元件的特性方面没有问题,但是在现实的大规模生产过程中,用于保持气氛中的氧气浓度小于0.1ppm的设备成本可能要求相当高。
此外,关于水分,露点例如优选为-80℃~-40℃。露点更优选为-50℃以下,露点再更优选为-60℃以下。如果水分的露点高于-40℃,则形成的薄膜的界面可能被污染,因而得到的有机EL显示装置的发光效率可能会降低和/或使用寿命缩短。如果水分的露点低于-80℃,尽管EL元件的特性方面没有问题,但是在现实的大规模生产过程中,用于保持气氛的露点低于-80℃的设备成本可能要求相当高。
加热温度优选为100~230℃,更优选150~200℃。加热温度优选至少低于在形成空穴注入层16A时的温度。取决于温度和气氛,加热时间优选为约5~300分钟,更优选10~240分钟。取决于元件的整体结构,干燥后的空穴输送层16B的厚度优选为10~200nm,更优选15~150nm。
(形成黄色发光层16C的步骤)
在形成空穴输送层16B之后,如图5D所示,形成由低分子材料的混合材料制成的黄色发光层16C(步骤S106)。通过诸如旋转涂布法、狭缝印刷法或液滴排出法等涂布法形成黄色发光层。
具体而言,通过例如狭缝印刷法,在空穴输送层的露出面上布置混合溶液或分散液,所述混合溶液或分散液通过将黄色发光层16C的材料溶解在二甲苯和环己基苯的2∶8比例的混合溶剂中使得有效材料浓度例如为1wt%而得到。其后,进行热处理(干燥处理),从而形成黄色发光层16C。在热处理中,溶剂或分散介质被蒸发掉,然后在80~150℃范围内的低于黄色发光层内各组分的最低玻璃态转变点的温度下进行加热。作为涂布气氛和用于干燥和加热溶剂的气氛,优选使用含有氮气(N2)作为主要成分的气氛。
(形成结晶部16CA的步骤)
在通过干燥(蒸发)步骤除去溶剂或分散介质之后,如图5E所示,通过光或热仅在蓝色发光的区域中使黄色发光层16C被选择性地结晶化(步骤S107)。在通过光或热选择性结晶化时的温度可以为100~200℃,优选为120~200℃。在该温度范围内且至少高于黄色发光层16C各组分中至少一种的玻璃态转变点(Tg)的温度下进行热处理,由此在黄色发光层16C中选择性地形成结晶区域16CA。
在形成结晶区域16CA的方法的具体例子中,如图6所示,使用输出为约1W的蓝色激光器照射蓝色有机EL元件10B的区域中的黄色发光层16C,从而形成结晶区域16CA。更优选地,将基板11大致加热到约80~100℃,并将蓝色激光器的输出控制到约0.3W,由此可以在蓝色有机EL元件10B的区域中更为选择性地使黄色发光层16C结晶化。应指出,形成结晶部16CA的方法不限于此,在后述变型例1~6中说明了其他方法。
(形成连接层16D、蓝色发光层16E、电子输送层16F、电子注入层16G和上电极17的步骤)
在黄色发光层16C中形成结晶区域16CA之后,如图5F所示,形成连接层16D、蓝色发光层16E、电子输送层16F、电子注入层16G和上电极17(步骤S108、S109、S110、S111和S112)。
在形成上电极17之后,通过成膜粒子的能量小到对下层没有影响程度的成膜法(例如,气相沉积法或CVD法)在其上形成保护层20。例如,当形成由非晶氮化硅制成的保护层20时,通过CVD法形成厚度2~3μm的保护层20。在这种情况下,为了防止由于有机层16的劣化而导致亮度降低,优选将成膜温度设定为常温,并且为了防止保护层20的剥落,优选在使膜的应力最小的条件下形成膜。
在不使用任何掩模的情况下在整个表面上形成作为固态膜的连接层16D、蓝色发光层16E、电子输送层16F、电子注入层16G、上电极17和保护层20。此外,连接层16D、蓝色发光层16E、电子输送层16F、电子注入层16G、上电极17和保护层20优选在未暴露于大气中的情况下在同一成膜装置内连续形成。这样可防止大气中的水分所引起的有机层16的劣化。
应指出,在与下电极14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,可以通过诸如激光烧蚀等技术去除在辅助电极的上部作为固态膜形成的有机层16。这样允许上电极17直接接触辅助电极,从而改善了接触性。
在形成保护层20之后,例如,在由上述材料制成的密封基板30上形成由上述材料制成的遮光膜。接下来,通过旋转涂布法等将红色滤色器40R的材料涂布在密封基板30上,然后通过光刻技术使材料的膜图案化,然后烧结,从而形成红色滤色器40R。接下来,以与红色滤色器40R相同的方式,顺次形成绿色滤色器40G、蓝色滤色器40B和黄色滤色器40Y。
其后,在保护层20上形成粘合层(未图示),并且通过其间的粘合层将密封基板30贴合到保护层20。按此方式,完成了图1~3所示的有机EL显示装置1。
在有机EL显示装置1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供给到各像素,而通过写入晶体管Tr2从信号线驱动电路120供给的图像信号被保持在保持电容Cs中。具体而言,响应于保持电容Cs中所保持的信号,对驱动晶体管Tr1的开/关进行控制,由此将驱动电流Id注入到红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y,从而通过空穴和电子的再结合进行发光。在底部发光的情况下,发出的光穿过下电极14和基板11射出到外部,而在顶部发光的情况下,光穿过上电极17、滤色器40和密封基板30射出到外部。
在根据现有技术的包括多个元件(如红色有机EL元件、绿色有机EL元件和蓝色有机EL元件)的有机EL显示装置中,如上所述,通过涂布法对应于各色的EL元件形成空穴注入层和空穴输送层以及发光层的一部分。在诸如喷墨法等涂布法中,如上所述,使用预定材料在溶剂中的分散液进行涂布,然后通过加热除去溶剂。因此,难以实现膜厚的控制,从而存在各EL元件之间特性分散的问题。此外,存在由于诸如溶剂等杂质的残留造成器件特性下降的问题。
相比而言,在根据本实施方案的有机EL显示装置1中,通过涂布法在下电极14的整个表面上对应于红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B和黄色有机EL元件10Y形成空穴注入层16A、空穴输送层16B和黄色发光层16C作为共用层。这样使得可以减小各EL元件之间的膜厚偏差。此外,在对应于蓝色有机EL元件10B的区域中使黄色发光层16C被选择性地结晶化,由此在这些区域中实现蓝色发光。此外,结晶部16CA起到导电层的功能。换句话说,在未使用不同涂布技术的情况下,可以获得高发光效率的黄色发光和蓝色发光。
因此,在根据本实施方案的有机EL显示装置1中,将要通过涂布法形成的空穴注入层16A、空穴输送层16B和黄色发光层16C在整个表面上被形成作为共用层,使得可以减小各EL元件之间的膜厚偏差。此外,由于黄色发光层16C在对应于蓝色有机EL元件10B的区域中结晶化,所以在未使用不同涂布技术的情况下,可以获得高发光效率的黄色发光和蓝色发光。这样确保了可以降低膜厚和各色的发光效率的分散,并且可以提供高发光效率的有机EL显示装置1。此外,通过使用滤色器40从黄色发光获得目标色的光,由此可以制作各色的发光强度均匀的有机EL显示装置。
(第二实施方案)
下面说明本发明的第二实施方案。应指出,与上述第一实施方案相同的构成要素被赋予相同的附图标记,并且不再进行说明。
图7显示根据第二实施方案的有机EL显示装置2的显示区域的剖面结构。红色有机EL元件20R、绿色有机EL元件20G、蓝色有机EL元件20B和黄色有机EL元件20Y均具有以下结构:其中从基板11侧顺次层叠作为阳极的下电极14、隔壁15、包括发光层(黄色发光层26C、蓝色发光层26E)和连接层26D的有机层26和作为阴极的上电极17,其中上述像素驱动电路140的驱动晶体管Tr1和平坦化绝缘膜(未图示)夹在基板11和叠层之间。
本实施方案中的有机EL显示装置2与上述第一实施方案中的有机EL显示装置1的不同之处在于,按图8的流程图所示,通过气相沉积形成黄色发光层26C。
(通过气相沉积形成黄色发光层26C的步骤)
在形成空穴输送层26B之后,通过在320℃的温度和的沉积速率下气相沉积主体材料以及在280℃的温度和的沉积速率下气相沉积发光性客体材料,在空穴输送层26B的整个表面上形成由上述材料制成的黄色发光层26C(步骤S201)。
在根据本实施方案的有机EL显示装置2中,涂布步骤的数量减少,由此除了第一实施方案的效果之外,还获得了膜厚更容易控制的优点。此外,由于诸如残留溶剂等杂质的量减少,因此可以获得更高的发光效率。
下面,将说明第一和第二实施方案的变型例1~6。在变型例1~6中,说明上述第一实施方案记载的在黄色发光层16C中选择性地形成结晶部16CA的方法。
(变型例1)
在变型例1中,通过用光照射结晶化区域形成结晶部16CA。具体而言,代替上述第一实施方案中使用的激光器,诸如闪光灯等灯用于实施结晶化。更具体而言,将蓝色有机EL元件的区域之外的区域掩蔽住,象在第一实施方案那样,将基板11大致加热到80~100℃。其后,用来自闪光灯的光照射蓝色有机EL元件的区域,由此可以选择性地形成结晶部16CA。该方法允许以低能量形成结晶部16CA。
(变型例2)
在变型例2的形成结晶部16CA的方法中,通过使用反射率约60%的Mo形成下电极14,并且用Mo的吸收带的光选择性地照射黄色发光层16C,例如,波长约800nm的红外线,由此可以使黄色发光层16C被选择性地结晶化。应指出,使用诸如激光等指向性更好的光可以更为选择性地形成结晶部16CA。
(变型例3)
变型例3的形成结晶部16CA的方法是变型例2的方法的改良形式。具体而言,在各下电极14中,仅有对应于蓝色有机EL元件10B的下电极14B由Mo形成。这样确保了可以仅在下电极14B的区域中(即,仅在蓝色有机EL元件10B的区域中)更容易和准确地使黄色发光层16C被选择性地结晶化,而无需使用变型例2中那样的激光器或形成掩模。
应指出,变型例2和3中说明的下电极14不必须由Mo形成。还可以使用反射率与Mo相当的金属,例如,Cr。此外,Mo或Cr之外的金属,例如ITO,可以包含在下电极14的材料中。
(变型例4)
在变型例4中,通过从基板11背面加热蓝色有机EL元件10B的区域来形成结晶部16CA。具体而言,如图9所示,例如,加热具有突部A的平台,该突部对应于蓝色有机EL元件10B的区域,并且使加热的平台接触基板11的背面,由此形成结晶部16CA。
(变型例5)
在变型例5中,通过以下方法形成结晶部16CA,在所述方法中,通过使加热体沿着基板11的背面扫描,从而使黄色发光层16C的对应于蓝色有机EL元件10B的区域被结晶化。这里,基板11和加热体可以彼此接触或未接触。此外,可以在基板11的上面侧进行扫描。
(变型例6)
在变型例6中,通过以下方法形成结晶部16CA,在所述方法中,在形成黄色发光层16C之后,使电流流过设置在蓝色有机EL元件10B的区域中的电阻,由此使黄色发光层16C的对应区域结晶化。
(模块和应用例)
下面将说明上述第一和第二实施方案记载的有机EL显示装置1和2的应用例。根据上述实施方案的有机EL显示装置能够应用于所有领域的电子设备的显示装置,其中以图像或视频的形式显示从外部输入的视频信号或内部产生的视频信号,例如电视机、数码相机、笔记本个人电脑、诸如手机等移动终端设备和摄像机等。
(模块)
根据上述实施方案的有机EL显示装置1和2例如作为如图10所示的模块并入到后面将要说明的应用例1~5等中列出的各种电子设备中。该模块具有以下结构:其中例如在基板11的一侧设置从保护层20和密封基板30露出的区域210,在露出区域210中使信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130的配线延伸而形成外部连接端子(未图示)。外部连接端子中可以设置用于信号输入/输出的柔性印刷电路(FPC)板220。
(应用例1)
图11显示使用上述实施方案的有机EL显示装置1或2的电视机的外观。电视机例如包括由前面板310和滤光玻璃320构成的画面显示屏幕部300。画面显示屏幕部300由上述实施方案的有机EL显示装置1或2构成。
(应用例2)
图12A和图12B显示使用上述实施方案的有机EL显示装置1或2的数码相机的外观。数码相机例如包括闪光用的发光部410、显示部420、菜单开关430和快门按钮440。显示部420由上述实施方案的有机EL显示装置1或2构成。
(应用例3)
图13显示使用上述实施方案的有机EL显示装置1或2的笔记本个人电脑的外观。笔记本个人电脑例如包括主体510、在输入文字等时操作的键盘520和用于显示图像的显示部530。显示部530由上述实施方案的有机EL显示装置1或2构成。
(应用例4)
图14显示使用上述实施方案的有机EL显示装置1或2的摄像机的外观。摄像机例如包括主体部610、设于主体部的前侧表面上的目标拍摄镜头620、拍摄开始/停止开关630和显示部640。显示部640由上述实施方案的有机EL显示装置1或2构成。
(应用例5)
图15A~15G显示使用上述实施方案的有机EL显示装置1或2的手机的外观。手机例如包括通过连接部(铰链部)730连接在一起的上壳体710和下壳体720,还包括显示部740、子显示部750、画面灯760和相机770。显示部740或子显示部750由上述实施方案的有机EL显示装置1或2构成。
(实施例)
具有上述第一和第二实施方案中说明的结构的器件(蓝色有机EL元件)制作如下。首先,准备作为基板11的玻璃基板(25mm×25mm)。在基板11上形成作为下电极14的厚度为100nm且由ITO制成的透明导电膜(步骤S101)。然后,通过使用诸如SiO2等无机材料形成上隔壁,通过使用诸如聚酰亚胺、丙烯酸树脂或酚醛清漆树脂等树脂材料形成下隔壁,从而形成隔壁15。接下来,将隔壁15导入包括等离子体电源和电极的装置中,然后通过使用诸如CF4等氟系气体进行等离子体处理,从而对隔壁15的表面进行斥水处理。
然后,为形成空穴注入层16A,在大气中通过喷嘴涂布法涂布ND1501(NissanChemicalIndustries,Ltd.生产的聚苯胺)至厚度15nm,然后,在220℃的加热板上热固化30分钟。
其后,为形成空穴输送层16B,通过喷嘴涂布法将其中结构式(1-1)代表的化合物溶解于二甲苯或沸点高于二甲苯的溶剂中形成的1wt%溶液涂布在空穴注入层16A上。接下来,将基板11抽至减压状态,以真空蒸发掉溶剂,然后在180℃下进行热处理30分钟。
在形成空穴输送层16B之后,形成黄色发光层16C。具体而言,例如,将作为主体材料的式(2-7)的化合物和作为客体材料的式(7-3)的化合物溶解在二甲苯和环己基苯的2∶8比例的混合溶剂中,然后通过喷嘴涂布法将得到的溶液涂布至厚度60nm。接下来,抽至减压状态,以真空蒸发掉溶剂,然后在130℃下进行热处理30分钟。
接下来,例如使用蓝色激光器,在输出例如为1W下用激光照射使黄色发光层16C结晶化,从而形成结晶部16CA。
然后,将基板11移到真空沉积设备中,并通过气相沉积形成连接层16D和后续层。首先,作为连接层16D,通过真空沉积法将例如式(3-2)的化合物形成至厚度10nm。其后,作为蓝色发光层,将式(5-20)的化合物和作为蓝色掺杂剂的式(7)的化合物以95∶5的重量比共蒸发至厚度为25nm。作为电子输送层16F,将例如式(8)的有机材料气相沉积至厚度15nm。相似地,通过气相沉积,将LiF沉积至厚度0.3nm作为电子注入层16G,将Al沉积至厚度100nm作为上电极17。最后,通过CVD法将由SiN制成的保护层20形成为厚度3μm,并用环氧树脂进行固体密封。按此方式,制作作为实施例的在空穴输送层16B和连接层16D之间具有结晶部16CA的器件(对应于蓝色有机EL元件10B)。此外,作为比较例,制作在空穴输送层和连接层之间不具有结晶部的器件。应指出,在比较例的器件中,空穴输送层的厚度被设置为等于实施例中的空穴输送层16B和黄色发光层16C(结晶部16CA)的厚度,使得在这两种情况下的器件厚度相同。
对于实施例和比较例,测量在电流密度为10mA/cm2的驱动时的发光效率(cd/A)、驱动电压(V)和色度坐标(x,y)。此外,测量在50mA/cm2下的寿命特性。这些测量在被控制到23±0.5℃的环境中进行。测量结果示于下表1。
[表1]
实施例 比较例
发光效率(cd/A) 7.3 7.4
驱动电压(V) 3.9 3.9
色度(x,y) 0.137,0.110 0.137,0.111
亮度半衰期(h) 1200 1198
从表1中所示结果可以看出,如上述实施方案说明的,其中通过对黄色发光层16C进行诸如加热等处理而结晶化的结晶部16CA和蓝色发光层16E经由其间的连接层16D被层叠的器件,被发现呈现出蓝色发光,而不是黄色发光。该器件的特性良好,并且在发光效率、驱动电压、色度和寿命特性方面与仅具有蓝色发光层的器件(比较例)大致相当。
尽管上面参照第一和第二实施方案以及实施例说明了本发明,但本发明不限于上述实施方案等,可以做出各种变化。
例如,在上述实施方案等中描述的材料、厚度、成膜方法和成膜条件等不受限制;因此,还可以使用其他材料和厚度以及其他成膜方法和成膜条件。
此外,尽管在上述实施方案等中具体说明了有机EL元件10R、10G、10B和10Y等的结构,但是不必须包括所有的层。此外,还可以包括其他层。例如,可以省略在空穴注入层16A上形成空穴输送层16B,发光层16C可以通过涂布法直接设置在空穴注入层16A上。
此外,尽管在上述实施方案等中,电子输送层16F形成为一种材料的单层,但是这种结构不受限制。例如,电子输送层可以是由两种以上材料形成的混合层或者可以是不同材料叠置而成的层叠结构。此外,尽管在上述实施方案等中说明了具有红色、绿色、蓝色和黄色有机EL元件的显示装置,但是本发明也适用于发白光的有机EL元件。因此,发出的光的颜色没有限制。
此外,尽管在上述实施方案等中,描述了有源矩阵型显示装置的情况,但是本发明也适用于无源矩阵型显示装置。此外,有源矩阵驱动的像素驱动电路的结构不限于上述实施方案描述的结构,在需要时还可以加入电容元件和晶体管。在这种情况下,除了上述的信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130之外,根据像素驱动电路的变化,可能还加入必要的驱动电路。

Claims (15)

1.一种有机电致发光显示装置,包括:
在基板上对应于蓝色的第一有机电致发光元件和其他色的第二有机电致发光元件设置的多个第一电极;
在第一电极的整个表面上设置的空穴注入/输送层,所述空穴注入/输送层具有空穴注入和空穴输送中的至少一种特性;
在所述空穴注入/输送层的整个表面上设置的其他色的第二有机发光层,第二有机发光层的至少一部分具有结晶部;
在第二有机发光层的整个表面上设置的连接层,所述连接层在与所述结晶部相对应的区域中具有空穴输送功能而在其它区域中具有空穴注入阻断功能;
在所述连接层的整个表面上设置的蓝色的第一有机发光层;
在第一有机发光层的整个表面上设置的电子注入/输送层,所述电子注入/输送层具有电子注入和电子输送中的至少一种特性;和
在所述电子注入/输送层上设置的第二电极。
2.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置,其中第二有机发光层具有在500~750nm范围内的至少一个峰值波长。
3.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置,其中对应于第二有机发光层中形成的结晶部的有机电致发光元件呈现出蓝色发光。
4.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置,其中第一电极的至少一部分含有钼。
5.如权利要求1所述的有机电致发光显示装置,其中滤色器设置在其他色的第二有机电致发光元件上,从而发出两种以上颜色的光。
6.一种制造有机电致发光显示装置的方法,包括:
在基板上对应于蓝色的第一有机电致发光元件和其他色的第二有机电致发光元件形成多个第一电极;
通过涂布法在第一电极的整个表面上形成多个空穴注入/输送层,所述空穴注入/输送层具有空穴注入和空穴输送中的至少一种特性;
通过涂布法在所述空穴注入/输送层的整个表面上形成其他色的第二有机发光层;
在第二有机发光层的至少一部分中形成结晶部;
通过气相沉积法在第二有机发光层的整个表面上形成连接层,所述连接层在与所述结晶部相对应的区域中具有空穴输送功能而在其它区域中具有空穴注入阻断功能;
通过气相沉积法在所述连接层的整个表面上形成蓝色的第一有机发光层;
通过气相沉积法在第一有机发光层的整个表面上形成电子注入/输送层,所述电子注入/输送层具有电子注入和电子输送中的至少一种特性;和
在所述电子注入/输送层的整个表面上形成第二电极。
7.如权利要求6所述的制造有机电致发光显示装置的方法,其中通过激光退火使第二有机发光层的一部分结晶化。
8.如权利要求6所述的制造有机电致发光显示装置的方法,其中通过曝光使第二有机发光层的一部分结晶化。
9.如权利要求6所述的制造有机电致发光显示装置的方法,其中通过选择性的基板加热使第二有机发光层的一部分结晶化。
10.如权利要求6所述的制造有机电致发光显示装置的方法,其中通过加热在基板侧形成的电阻使第二有机发光层的一部分结晶化。
11.一种制造有机电致发光显示装置的方法,包括:
在基板上对应于蓝色的第一有机电致发光元件和其他色的第二有机电致发光元件形成多个第一电极;
通过涂布法在第一电极的整个表面上形成多个空穴注入/输送层,所述空穴注入/输送层具有空穴注入和空穴输送中的至少一种特性;
通过气相沉积法在所述空穴注入/输送层的整个表面上形成其他色的第二有机发光层;
在第二有机发光层的至少一部分中形成结晶部;
通过气相沉积法在第二有机发光层的整个表面上形成连接层,所述连接层在与所述结晶部相对应的区域中具有空穴输送功能而在其它区域中具有空穴注入阻断功能;
通过气相沉积法在所述连接层的整个表面上形成蓝色的第一有机发光层;
通过气相沉积法在第一有机发光层的整个表面上形成电子注入/输送层,所述电子注入/输送层具有电子注入和电子输送中的至少一种特性;和
在所述电子注入/输送层的整个表面上形成第二电极。
12.如权利要求11所述的制造有机电致发光显示装置的方法,其中通过激光退火使第二有机发光层的一部分结晶化。
13.如权利要求11所述的制造有机电致发光显示装置的方法,其中通过曝光使第二有机发光层的一部分结晶化。
14.如权利要求11所述的制造有机电致发光显示装置的方法,其中通过选择性的基板加热使第二有机发光层的一部分结晶化。
15.如权利要求11所述的制造有机电致发光显示装置的方法,其中通过加热在基板侧形成的电阻使第二有机发光层的一部分结晶化。
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