CN109076672B - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在子像素(3B)和子像素(3G1)共用地设置有蓝色荧光发光层(34B),在子像素(3G1)和子像素(3G2)共用地设置有绿色荧光发光层(34G),在子像素(3G2)和子像素(3R)共用地设置有红色发光层(34R),相对面间距离(DBG)为福斯特半径以下,在子像素(3G2)中,绿色荧光发光层和红色发光层隔着分隔层(35)层叠。

Description

显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示装置及其制造方法。
背景技术
近年来,作为代替液晶显示装置的显示装置,开发了例如使用利用电致发光(下面记为“EL”)现象的发光元件(EL元件)的自发光型显示装置。
具有EL元件的显示装置能够在低电压下发光,因为是自发光型显示装置,所以视野角宽、视认性高,因为是薄膜型的完全固体元件,所以从节省空间和便携性等观点出发受到关注。
EL元件具有由阴极和阳极夹着含有发光材料的发光层的结构。EL元件通过将电子和空穴(hole)注入到发光层并使它们复合,生成激子,利用该激子失活时的光的放出而进行发光。
EL元件中的发光层的形成主要使用真空蒸镀法等蒸镀方式。使用这样的蒸镀方式的全彩色有机EL显示装置的形成,大致有白色CF(彩色滤光片)方式和分涂方式。
白色CF方式是将发白色光的EL元件与CF层组合来选择各子像素的发光色的方式。
分涂方式是使用蒸镀掩模按每种发光色进行分涂蒸镀的方式,通常,通过使用TFT使基板上排列的由红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各色EL元件构成的子像素有选择地以期望的亮度发光,来进行图像显示。在各EL元件间设置有划分各子像素的发光区域的堤(分隔壁),各EL元件的发光层利用蒸镀掩模形成在上述堤(bank)的开口部。现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开特许公报“特开2015-216113号公报(2015年12月3日公开)”
发明内容
发明要解决的技术问题
白色CF方式具有不需要高分辨率的蒸镀掩模就能够实现高分辨率的显示装置的优点。
可是,白色CF方式存在由彩色滤光片引起的能量损失,驱动电压高,因此有耗电大的问题。这样的发白色光的EL元件,层数多而且需要彩色滤光片,因此,有制造成本变得非常高的缺点。
另一方面,分涂方式虽然发光效率和低电压驱动等特性好,但是难以进行高精度的图案化。例如,根据蒸镀掩模的开口精度以及蒸镀源与被成膜基板的距离关系的不同,存在发生向相邻像素的混色的问题。根据蒸镀掩模的厚度、蒸镀角度的不同,存在产生膜厚小于目标蒸镀膜厚的蒸镀模糊(阴影)的情况。这样,在使用分涂方式的显示装置中,由来自相邻像素方向的蒸镀物侵入引起的混色或阴影导致的显示品质的降低成为问题。特别是,在相邻像素附着有其他颜色掺杂剂的情况下,即使其他颜色掺杂剂的附着量极少,根据器件构造的不同,有时也会对EL发光光谱产生相当大的影响,使得色度发生变化。
因此,为了通过分涂方式实现高分辨率的显示装置,需要以蒸镀角度成为锐角的方式使蒸镀源与被成膜基板隔开间隔,需要使收纳它们的真空腔室的高度提高。
可是,制造具有这样的高度的真空腔室会花费极大的成本,而且材料利用效率也变差,材料成本也增多。
近年来,为了提高表观上的分辨率,S条纹排列或PenTile排列那样的、RGB条纹排列以外的像素排列也已实用化。
可是,以往,在任一像素排列的情况下,都需要确保子像素间的堤宽度为至少十几μm左右,使用分涂方式的以往的显示装置的分辨率实际上最多为500ppi左右。
专利文献1中公开了,为了提供生产率高且耗电降低的发光装置,在至少包括具有呈现红色的光的发光元件和透射红色的光的光学元件的R子像素、具有呈现绿色的光的发光元件和透射绿色的光的光学元件的G子像素、以及具有呈现蓝色的光的发光元件和透射蓝色的光的光学元件的B子像素的发光装置中,在各发光元件中共用地使用第一发光层或第二发光层,其中,第一发光层包含在540nm~580nm的波长范围具有光谱峰值的第一发光材料,第二发光层包含在420nm~480nm的波长范围具有发光峰值的第二发光材料。
上述发光装置可以还包括具有呈现黄色(Y)的光的发光元件和透射黄色的光的光学元件的Y子像素,第一发光层是由呈现黄绿色、黄色或橙色的发光的发光材料构成的发光层,第二发光材料是由呈现紫色、蓝色或蓝绿色的发光的发光材料构成的发光层。
在专利文献1中,将发光元件与彩色滤光片、带通滤光片、多层膜滤光片等光学元件并用,利用光学干涉效应和由光学元件进行的混色光的截止,提高了色纯度。
可是,在专利文献1中,例如在G子像素和R子像素中设置发光色为黄色或橙色的发光层作为共用层等,在设置共用层的2个子像素中,作为共用层,设置有具有两个子像素的光谱的中间色的发光峰值的共用层。因此,即使想要利用光学干涉效应增强期望的颜色,也会发生色偏或导致效率降低,难以提高单色的色再现性。
在专利文献1中,可以考虑利用设置在贴合基板(密封基板)上的光学元件使色度提高,但是色度与发光效率处于此消彼长(trade-off)的关系,与白色CF方式同样,有不能兼顾高色纯度和低耗电的问题。
在发光元件与光学元件之间存在间隙,因此,向斜方向去的射出光有可能发生混色。因此,专利文献1的发光装置在配光特性方面也有问题。
本发明是鉴于上述以往的问题而做出的,其目的在于,提供与以往的使用分涂方式的显示装置相比通过降低混色可能性来使用于防止混色的蒸镀裕度(vapor depositionmargin)减小,从而能够更容易地实现高分辨率化,并且能够兼顾高色度和低耗电的显示装置及其制造方法。
用于解决技术问题的手段
为了解决上述的技术问题,本发明的一个方式的显示装置具有多个包含第一子像素、第二子像素、第三子像素和第四子像素的像素,在上述第一子像素和上述第二子像素共用地设置有含有第一荧光发光材料的第一发光层,在上述第二子像素和上述第三子像素共用地设置有含有第二荧光发光材料的第二发光层,在上述第三子像素和上述第四子像素共用地设置有含有第三发光材料的第三发光层,上述第二荧光发光材料的最低激发单重态的能级低于上述第一荧光发光材料的最低激发单重态的能级,并且高于上述第三发光材料的最低激发单重态的能级,在上述第二子像素中,上述第一发光层和上述第二发光层的彼此相对的相对面间的距离为福斯特半径以下,上述第三子像素包括中间层,该中间层由发光层以外的至少1层的功能层构成且具有大于福斯特半径的层厚,在该第三子像素中,上述第二发光层和上述第三发光层隔着上述中间层层叠,在上述第一子像素中,上述第一荧光发光材料进行发光,从该第一荧光发光材料发出的光出射至外部,在上述第二子像素和上述第三子像素中,上述第二荧光发光材料进行发光,从该第二荧光发光材料发出的光出射至外部,在上述第四子像素中,上述第三发光材料进行发光,从该第三发光材料发出的光出射至外部,上述第一荧光发光材料发出具有第一峰值波长的光,上述第二荧光发光材料发出具有第二峰值波长的光,上述第三发光材料发出具有第三峰值波长的光,上述第二峰值波长大于上述第一峰值波长,上述第三峰值波长大于上述第二峰值波长。
为了解决上述的技术问题,本发明的一个方式提供一种显示装置的制造方法,该显示装置具有多个包含第一子像素、第二子像素、第三子像素和第四子像素的像素,在上述第一子像素中,第一荧光发光材料进行发光,从该第一荧光发光材料发出的光出射至外部,在上述第二子像素和上述第三子像素中,第二荧光发光材料进行发光,从该第二荧光发光材料发出的光出射至外部,在上述第四子像素中,第三发光材料进行发光,从该第三发光材料发出的光出射至外部,上述第一荧光发光材料发出具有第一峰值波长的光,上述第二荧光发光材料发出具有第二峰值波长的光,上述第三发光材料发出具有第三峰值波长的光,上述第二峰值波长大于上述第一峰值波长,上述第三峰值波长大于上述第二峰值波长,该显示装置的制造方法的特征在于,包括在上述像素中形成多个功能层的功能层形成工序,上述功能层形成工序包括:第一发光层形成工序,在上述第一子像素和上述第二子像素共用地形成含有上述第一荧光发光材料的第一发光层;第二发光层形成工序,在上述第二子像素和上述第三子像素共用地形成含有上述第二荧光发光材料的第二发光层;第三发光层形成工序,在上述第三子像素和上述第四子像素共用地形成含有上述第三发光材料的第三发光层;和中间层形成工序,以在上述第三子像素中上述第二发光层和上述第三发光层隔着中间层层叠的方式,在上述第三子像素中形成上述中间层,该中间层由发光层以外的至少1层的功能层构成且具有大于福斯特半径的厚度,在上述功能层形成工序中,以在上述第二子像素中上述第一发光层和上述第二发光层的彼此相对的相对面间的距离成为福斯特半径以下的方式,形成上述第一发光层和上述第二发光层,并且上述第二荧光发光材料使用最低激发单重态的能级低于上述第一荧光发光材料的最低激发单重态的能级且高于上述第三发光材料的最低激发单重态的能级的荧光发光材料。
发明效果
依照本发明的上述一个方式,在上述第一子像素和上述第二子像素共用地设置上述第一发光层,在上述第二子像素和上述第三子像素共用地设置上述第二发光层,在上述第三子像素和上述第四子像素共用地设置上述第三发光层,由此,能够将上述第一发光层、上述第二发光层、上述第三发光层分别线性蒸镀。
依照本发明的上述一个方式,在上述第二子像素中,上述第一发光层和上述第二发光层层叠,作为上述第二发光层的发光材料的第二荧光发光材料与作为上述第一发光层的发光材料的第一荧光发光材料相比最低激发单重态的能级低,并且上述第一发光层和上述第二发光层的彼此相对的相对面间的距离为福斯特半径以下,因此,即使空穴和电子在上述第一发光层上复合,通过福斯特型的能量转移,上述第二荧光发光材料也几乎100%发光,能够抑制混色。
在上述第三子像素中,虽然上述第二发光层和上述第三发光层层叠,但是上述第二发光层和上述第三发光层隔着上述中间层层叠,由此,从上述第三发光层向上述第二发光层的能量转移被阻碍,因而能够抑制混色。
依照本发明的上述一个方式,能够将上述第一发光层、上述第二发光层、上述第三发光层分别线性蒸镀,并且虽然如上所述具有发光层的层叠构造但是难以发生混色,因此,与以往的使用分涂方式的显示装置相比,能够使用于防止混色的蒸镀裕度减小,与以往的使用分涂方式的显示装置相比,能够容易地实现高分辨率化。
依照本发明的上述一个方式,上述显示装置虽然如上所述具有发光层的层叠构造,但是不像白色CF方式或专利文献1那样必须具有CF层或利用光学干涉效应,因此,能够避免耗电的增大和配光特性的变差。因此,能够兼顾高色度和低耗电。
因此,依照本发明的上述一个方式,能够提供与以往的使用分涂方式的显示装置相比通过降低混色可能性来使用于防止混色的蒸镀裕度减小,从而能够更容易地实现高分辨率化,并且能够兼顾高色度和低耗电的显示装置。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式1的有机EL显示装置的发光层单元的发光原理的图。
图2是示意性地表示本发明的实施方式1的有机EL显示装置的发光层单元的层叠构造的图。
图3是示意性地表示本发明的实施方式1的有机EL显示装置的像素排列的图。
图4是表示本发明的实施方式1的有机EL显示装置的概略结构的一个例子的截面图。
图5是表示蓝色荧光发光材料、绿色荧光发光材料和红色发光材料的最低激发单重态的能级的关系的图。
图6是表示本发明的实施方式1中使用的蓝色荧光发光材料的光致发光光谱和绿色荧光发光材料的吸收光谱的一个例子的曲线图。
图7是表示本发明的实施方式1中使用的分隔层的材料的吸收光谱和绿色荧光发光材料的光致发光光谱的一个例子的曲线图。
图8是表示蓝色荧光发光材料的光致发光光谱、绿色荧光发光材料的光致发光光谱和红色发光材料的光致发光光谱的一个例子的曲线图。
图9的(a)~(c)是按照工序顺序表示本发明的实施方式1的有机EL显示装置的发光层单元的制造工序的平面图。
图10是表示本发明的实施方式1的有机EL显示装置的主要部分的制造工序的流程的流程图。
图11是表示本发明的实施方式2的有机EL显示装置的概略结构的一个例子的截面图。
图12是示意性地表示本发明的实施方式3的有机EL显示装置的像素排列的图。
图13的(a)~(c)是按照工序顺序表示本发明的实施方式3的有机EL显示装置中的发光层单元的制造工序的平面图。
图14的(a)是对福斯特跃迁进行说明的图,(b)是对德克斯特跃迁进行说明的图,(c)是对TADF材料进行说明的图。
图15是示意性地表示本发明的实施方式6的有机EL显示装置的发光层单元的发光原理的图。
图16是示意性地表示本发明的实施方式6的有机EL显示装置的发光层单元的层叠构造的图。
图17是表示本发明的实施方式6的有机EL显示装置的概略结构的一个例子的截面图。
图18是示意性地表示本发明的实施方式7的有机EL显示装置的发光层单元的发光原理的图。
图19是示意性地表示本发明的实施方式7的有机EL显示装置的发光层单元的层叠构造的图。
图20是表示本发明的实施方式7的有机EL显示装置的概略结构的一个例子的截面图。
图21是示意性地表示本发明的实施方式8的有机EL显示装置的发光层单元的层叠构造的图。
图22是表示本发明的实施方式8的有机EL显示装置的概略结构的一个例子的截面图。
图23是表示本发明的实施方式8的有机EL显示装置的主要部分的制造工序的流程的流程图。
图24的(a)、(b)分别是示意性地表示本发明的实施方式8的发光层单元的层叠构造的另一个例子的图。
图25是示意性地表示本发明的实施方式9的有机EL显示装置的发光层单元的层叠构造的图。
图26是表示本发明的实施方式9的有机EL显示装置的概略结构的一个例子的截面图。
图27是表示本发明的实施方式9的有机EL显示装置的主要部分的制造工序的流程的流程图。
图28是示意性地表示本发明的实施方式10的有机EL显示装置的发光层单元的层叠构造的图。
图29是表示本发明的实施方式10的有机EL显示装置的概略结构的一个例子的截面图。
图30是表示本发明的实施方式10的有机EL显示装置的主要部分的制造工序的流程的流程图。
图31是示意性地表示本发明的实施方式11的有机EL显示装置的发光层单元的层叠构造的图。
图32是表示本发明的实施方式11的有机EL显示装置的概略结构的一个例子的截面图。
图33是表示本发明的实施方式11的有机EL显示装置的主要部分的制造工序的流程的流程图。
图34是表示本发明的实施方式12的有机EL显示装置的主要部分的制造工序的流程的流程图。
图35是表示本发明的实施方式13的有机EL显示装置的主要部分的制造工序的流程的流程图。
图36是示意性地表示本发明的实施方式14的有机EL显示装置的发光层单元的层叠构造的图。
图37是表示本发明的实施方式14的有机EL显示装置的概略结构的一个例子的截面图。
具体实施方式
下面,详细地对本发明的实施方式进行说明。
[实施方式1]
基于图1~图10对本发明的一个实施方式进行说明如下。
下面,作为本实施方式的显示装置,列举有机EL显示装置为例进行说明。
<有机EL显示装置的概略结构>
图1是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33的发光原理的图。图2是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33的层叠构造的图。图3是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的像素排列的图。图4是表示本实施方式的有机EL显示装置1的概略结构的一个例子的截面图。图4表示与图3所示的有机EL显示装置1的L1-L2线截面对应的、图3中以点划线框起来表示的1个像素区域的概略结构的一个例子。
如图4所示,上述有机EL显示装置1例如具有TFT(Thin Film Transistor:薄膜晶体管)基板10和密封基板40隔着未图示的密封件贴合的结构。在TFT基板10上设置有发各色光的多个有机EL元件20。因此,有机EL元件20被封入由TFT基板10和密封基板40构成的一对基板间。在层叠有有机EL元件20的TFT基板10与密封基板40之间例如设置有未图示的填充剂层。下面,列举TFT基板10为矩形状的情况为例进行说明。
本实施方式的有机EL显示装置1是从密封基板40侧取出光的顶部发光型的显示装置。下面,更详细地进行说明。
<TFT基板10的结构>
TFT基板10是形成有包含TFT12和配线14的TFT电路的电路基板。TFT基板10具有未图示的绝缘基板11作为支承基板。
绝缘基板11只要具有绝缘性就没有特别限定。绝缘基板11可以使用例如玻璃基板或石英基板等无机基板、由聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺树脂等构成的塑料基板等公知的各种绝缘基板。
在本实施方式中,如后所述,列举使用具有透光性的玻璃基板(透光性基板)作为绝缘基板11的情况为例进行说明。但是,在顶部发光型的有机EL元件20中,绝缘基板11不需要透光性。因此,在像本实施方式那样有机EL显示装置1为顶部发光型的有机EL显示装置的情况下,作为绝缘基板11,也可以使用硅片等半导体基板、在由铝(Al)或铁(Fe)等构成的金属基板的表面涂敷由氧化硅或有机绝缘材料等构成的绝缘物而得到的基板、利用阳极氧化等方法对由Al等构成的金属基板的表面进行绝缘化处理而得到的基板等不具有透光性的绝缘基板(非透光性基板)。
绝缘基板11上设置有多条配线14,该多条配线14包括在水平方向上敷设的多条栅极线和在垂直方向上敷设的与栅极线交叉的多条信号线。这些配线14和TFT12由层间绝缘膜13覆盖。栅极线连接有对栅极线进行驱动的未图示的栅极线驱动电路,信号线连接有对信号线进行驱动的未图示的信号线驱动电路。
在TFT基板10上,在由上述配线14包围的区域中设置有分别发红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的光的有机EL元件20的发光区域4。
即,由这些配线14包围的区域为1个子像素3(点),对每个子像素3划分有R、G、B的各发光区域4。
如图3和图4所示,各像素2(即1个像素)包括4个子像素3B、3G1、3G2、3R。在这些子像素3B、3G1、3G2、3R中,作为有机EL元件20,分别设置有对应的发光色的有机EL元件20B、20G1、20G2、20R。
显示作为第一色的蓝色的子像素3B(第一子像素、蓝色的子像素)包括发光色为蓝色的有机EL元件20B,使蓝色的光透射。显示作为第二色的绿色的子像素3G1(第二子像素、第一绿色的子像素)包括发光色为绿色的有机EL元件20G1,使绿色的光透射。同样,显示作为第二色的绿色的子像素3G2(第三子像素、第二绿色的子像素)包括发光色为绿色的有机EL元件20G2,使绿色的光透射。显示作为第三色的红色的子像素3R(第四子像素、红色的子像素)包括发光色为红色的有机EL元件20R,使红色的光透射。
在本实施方式中,在不需要区分各子像素3B、3G1、3G2、3R的情况下,对这些子像素3B、3G1、3G2、3R进行总称,仅称为子像素3。同样,在本实施方式中,在不需要区分各有机EL元件20B、20G1、20G2、20R的情况下,对这些有机EL元件20B、20G1、20G2、20R进行总称,仅称为有机EL元件20。在不需要区别各发光区域4B、4G1、4G2、4R的情况下,对这些发光区域4B、4G1、4G2、4R进行总称,仅称为发光区域4。这些总称的部件编号,在图4等中,例如像3B(3)那样在括号中一并记载。
各子像素3中分别设置有多个TFT12,该多个TFT12包含作为向有机EL元件20供给驱动电流的驱动用晶体管的TFT。各子像素3的发光强度由利用配线14和TFT12进行的扫描和选择来决定。这样,有机EL显示装置1使用TFT12有选择地使各有机EL元件20以期望的亮度发光,从而显示图像。
<有机EL元件20的结构>
如图4所示,各有机EL元件20包括第一电极21、有机EL层22和第二电极23。有机EL层22由第一电极21和第二电极23夹着。在本实施方式中,对设置在第一电极21与第二电极23之间的层进行总称,称为有机EL层22。有机EL层22是由至少1层的功能层构成的有机层,包含发光层单元33,该发光层单元33包含至少1层的发光层34。
这些第一电极21、有机EL层22、第二电极23从TFT基板10侧起依次层叠。
第一电极21在每个子像素3中被形成为岛状的图案,第一电极21的端部由堤15(分隔壁、边缘覆盖层)覆盖。第一电极21经由设置在层间绝缘膜13中的接触孔13a分别与TFT12连接。
堤15是绝缘层,由例如感光性树脂构成。堤15防止在第一电极21的端部,电极集中或有机EL层22变薄而导致与第二电极23短路。堤15也作为像素分离膜起作用,使得电流不漏至相邻的子像素3。
在堤15,对每个子像素3设置有开口部15a。如图4所示,通过该开口部15a露出的第一电极21和有机EL层22的露出部,是各子像素3的发光区域4,其以外的区域是非发光区域。
另一方面,第二电极23是在所有像素2的子像素3中共用地设置的共用电极。但是,本实施方式并不限定于此,也可以是按每个子像素3设置第二电极23。
在第二电极23上以覆盖该第二电极23的方式设置有保护层24。保护层24保护作为上侧电极的第二电极23,阻止氧气和水分从外部侵入到各有机EL元件20内。保护层24以覆盖所有有机EL元件20中的第二电极23的方式,在所有有机EL元件20中共用地设置。在本实施方式中,将各子像素3中形成的第一电极21、有机EL层22、第二电极23和根据需要形成的保护层24合在一起称为有机EL元件20。
(第一电极21和第二电极23)
第一电极21和第二电极23是一对电极,一个电极作为阳极起作用,另一个电极作为阴极起作用。
阳极只要具有作为向发光层单元33注入空穴(h+)的电极的功能即可。阴极只要具有向发光层单元33注入电子(e-)的电极的功能即可。
阳极和阴极的形状、构造、大小等没有特别限制,可以根据有机EL元件20的用途、目的来适当选择。
在本实施方式中,如图4所示,列举第一电极21为阳极、第二电极23为阴极的情况为例进行说明。但是,本实施方式并不限定于此,也可以是第一电极21为阴极,第二电极23为阳极。在第一电极21为阳极、第二电极23为阴极的情况,和第一电极21为阴极、第二电极23为阳极的情况下,构成发光层单元33的各功能层的层叠顺序或载流子传输性(空穴传输性、电子传输性)反转。同样,构成第一电极21和第二电极23的材料也反转。
作为能够用作阳极和阴极的电极材料,没有特别限定,可以使用例如公知的电极材料。
作为阳极,可以利用例如金(Au)、铂(Pt)和镍(Ni)等金属,以及氧化铟锡(ITO)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锌(IZO)、掺镓氧化锌(GZO)等透明电极材料等。
另一方面,作为阴极,出于向发光层34注入电子的目的,优选功函数小的材料。作为阴极,可以利用例如锂(Li)、钙(Ca)、铈(Ce)、钡(Ba)、铝(Al)等金属,或含有这些金属的Ag(银)-Mg(镁)合金、Al-Li合金等合金等。
阳极和阴极的厚度没有特别限定,可以与以往同样地设定。
发光层单元33中产生的光可从第一电极21和第二电极23中的任一个电极侧取出。优选取出光的一侧的电极使用利用透光性电极材料形成的透明或半透明的透光性电极(透明电极、半透明电极),不取出光的一侧的电极使用利用反射电极材料形成的反射电极,或使用具有反射层的电极作为反射电极。
即,作为第一电极21和第二电极23,可以使用各种导电性材料,但是在如上所述有机EL显示装置1为顶部发光型的有机EL显示装置的情况下,优选由反射电极材料形成作为支承有机EL元件20的支承体的TFT基板10侧的第一电极21,由透明或半透明的透光性电极材料形成位于隔着有机EL元件20与第一电极21相反的一侧的第二电极23。
第一电极21和第二电极23分别可以是由1种电极材料构成的单层,也可以具有由多种电极材料构成的层叠构造。
因此,在如上所述有机EL元件20为顶部发光型的有机EL元件的情况下,如图2所示,可以使第一电极21为反射电极21a(反射层)和透光性电极21b的层叠构造。在本实施方式中,第一电极21具有从TFT基板10侧起依次层叠有反射电极21a和透光性电极21b的结构。
作为反射电极材料,可以列举例如钽(Ta)或碳(C)等黑色电极材料,以及Al、Ag、金(Au)、Al-Li合金、Al-钕(Nd)合金或Al-硅(Si)合金等反射性金属电极材料等。
作为透光性电极材料,例如可以使用上述的透明电极材料等,也可以使用制成薄膜的Ag等半透明的电极材料。
(有机EL层22)
本实施方式的有机EL层22,如图4所示,作为功能层,具有从第一电极21侧起依次层叠有空穴注入层31、空穴传输层32、包含发光层34的发光层单元33、电子传输层36和电子注入层37的结构。空穴注入层31、空穴传输层32、电子传输层36、电子注入层37在所有像素2的子像素3中共用地设置。
但是,发光层单元33以外的功能层不是作为有机EL层22必须的层,只要根据所要求的有机EL元件20的特性适当形成即可。下面,对上述各功能层进行说明。
(发光层单元33)
如前所述,各有机EL元件20中的有机EL层22是由至少1层的功能层构成的有机层,如图1、图2和图4所示,各有机EL元件20中的发光层单元33包含至少1层的发光层34。
各有机EL元件20中的有机EL元件20B包含含有发出蓝色的光的蓝色荧光发光材料的蓝色荧光发光层34B作为发光层34。有机EL元件20R包含含有发出红色的光的红光发光材料的红色发光层34作为发光层34。有机EL元件20G1包含含有发出绿色的光的绿色荧光发光材料的绿色荧光发光层34G并且包含蓝色荧光发光层34B作为发光层34。有机EL元件20G2包含绿色荧光发光层34G并且包含红色发光层34R作为发光层34。
蓝色荧光发光层34B在子像素3B和子像素3G1中共用地设置。绿色荧光发光层34G在子像素3G1和子像素3G2中共用地设置。红色发光层34R在子像素3G2和子像素3R中共用地设置。
因此,各像素2中,如图4所示,在第一电极21与第二电极之间,形成有至少包含蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G和红色发光层34R的多个功能层。各子像素3中,在第一电极21与第二电极之间分别设置有上述多个功能层中的至少1层功能层,该至少1层功能层包含蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G和红色发光层34R中的至少1层发光层34。
在本实施方式中,子像素3B中的蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G彼此相邻地设置。另一方面,子像素3G1中的绿色荧光发光层34G与红色发光层34R之间,设置有阻碍福斯特型的能量转移(福斯特跃迁)的分隔层35。
分隔层35不含发光材料,由发光层以外的至少1层的功能层构成,具有大于福斯特半径的层厚。优选分隔层35具有至少15nm的层厚。
福斯特半径是指可发生福斯特跃迁的彼此相邻的发光层34间的距离(具体而言,彼此相邻的发光层34中的彼此最靠近的、彼此相对的相对面间的距离)。如果彼此相邻的发光层34中的一个发光层34中含有的发光材料的PL(光致发光)发光光谱与另一个发光层34中含有的发光材料的吸收光谱的重叠程度大,则福斯特半径大,如果重叠程度小,则福斯特半径也小。
据说,通常福斯特半径为1~10nm左右。因此,只要使彼此相邻的发光层34的彼此相对的相对面间的距离大于10nm,就不会发生福斯特跃迁。
但是,通过使彼此相邻的发光层34间的距离为至少15nm,即使在彼此相邻的发光层34的发光材料的PL(光致发光)发光光谱与吸收光谱完全重叠的情况下,在相邻的发光层34间也不会发生福斯特跃迁。因此,优选绿色荧光发光层34G和红色发光层34R的彼此相对的相对面间的距离(相对面间距离DGR)、即绿色荧光发光层34G的位于最靠红色发光层34R侧的位置的面(在本实施方式中,是绿色荧光发光层34G的下表面)与红色发光层34R的位于最靠绿色荧光发光层34G侧的位置的面(在本实施方式中,是红色发光层34R的上表面)之间的距离为15nm以上。因此,优选上述分隔层35具有至少15nm的层厚。
分隔层35与红色发光层34R同样地,在子像素3G2和子像素3R中共用地设置。分隔层35的层厚只要设定为能够阻碍福斯特跃迁的厚度即可,只要具有大于福斯特半径的层厚,就没有特别限定,如果分隔层35的层厚变大,则有机EL显示装置1的厚度增大与其相应的量,因此,从抑制有机EL显示装置1的大型化和使元件的电压降低的观点出发,分隔层35的层厚优选为50nm以下,更优选为30nm以下。
因此,分隔层35的一部分,在子像素3G2中由绿色荧光发光层34G和红色发光层34R夹持,分隔层35的另一部分,在子像素3R中与红色发光层34R相邻地层叠。
在各实施方式中,将这样由发光层34和中间层构成的层叠体称为发光层单元33,其中,该中间层由至少一部分被多个发光层34夹持的、发光层34以外的功能层构成。本实施方式的有机EL显示装置1中,上述中间层是分隔层35。
本实施方式的有机EL显示装置1中,在像素2中,如图1、图2和图4所示,构成发光层单元33的这些发光层34和分隔层35从第一电极21侧起按照蓝色荧光发光层34B和红色发光层34R、上述中间层、绿色荧光发光层34G的顺序层叠。
发光层单元33,在子像素3B中由蓝色荧光发光层34B构成,在子像素3G1中,具有从第一电极21侧起依次层叠有蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G的层叠构造。发光层单元33,在子像素3G2中,具有从第一电极21侧起依次层叠有红色发光层34R、分隔层35和绿色荧光发光层34G的层叠构造,在子像素3R中,具有从第一电极21侧起,依次层叠有红色发光层34R和分隔层35的层叠构造。
图5是表示蓝色荧光发光材料、绿色荧光发光材料和红色发光材料的最低激发单重态的能级(下面,记为“S1能级”)的关系的图。图5中,S1(1)表示作为第一荧光发光材料的蓝色荧光发光材料的S1能级,S1(2)表示作为第二荧光发光材料的绿色荧光发光材料的S1能级,S1(3)表示作为第三发光材料的红色发光材料的S1能级。图5中,S0表示基态。
如图5所示,绿色荧光发光材料的最低激发单重态的能级(S1(2))低于上述蓝色荧光发光材料的S1能级(S1(1))且高于红色发光材料的S1能级(S1(3))。
图6是表示本实施方式中使用的蓝色荧光发光材料的PL(光致发光)发光光谱和绿色荧光发光材料的吸收光谱的一个例子的曲线图。
在图6中,作为蓝色荧光发光材料的PL发光光谱,表示出了在后述的实施例1中使用的2,5,8,11-四叔丁基苝(TBPe)的PL发光光谱,并且作为绿色荧光发光材料的吸收光谱,表示出了在后述的实施例1中使用的2,3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙氨基)香豆素(香豆素6)的吸收光谱。
图7是表示本实施方式中使用的作为中间层的分隔层35的材料的吸收光谱和绿色荧光发光材料的PL发光光谱的一个例子的曲线图。
图7中,作为分隔层35的材料的吸收光谱,表示出了在后述的实施例1中使用的4,4’-双(9-咔唑)-联苯(CBP)的吸收光谱,作为绿色荧光发光材料的PL发光光谱,如上所述,表示出了在后述的实施例1中使用的香豆素6的PL发光光谱。
优选如图6所示,上述蓝色荧光发光材料的PL发光光谱的一部分与上述绿色荧光发光材料的吸收光谱的一部分重叠,优选如图7所示,设置在绿色荧光发光层34G与红色发光层34R之间的中间层中含有的所有材料(在本实施方式中,是分隔层35的材料)的吸收光谱与上述绿色荧光发光材料的PL发光光谱不存在重叠。
通过这样上述蓝色荧光发光材料的PL发光光谱的一部分与上述绿色荧光发光材料的吸收光谱的一部分重叠,容易发生从上述蓝色荧光发光材料向上述绿色荧光发光材料的能量转移。
在子像素3G1中,蓝色荧光发光层34B与绿色荧光发光层34G直接接触,因此,蓝色荧光发光层34B与绿色荧光发光层34G的彼此相对的相对面间的距离(相对面间距离DBG)为福斯特半径以下。
因此,在子像素3G1中,发生从上述蓝色荧光发光材料的S1能级向上述绿色荧光发光材料的S1能级的福斯特跃迁。即,从蓝色荧光发光层34B向绿色荧光发光层34G发生福斯特跃迁。
在本实施方式中,蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G的彼此相对的相对面间的距离(相对面间距离DBG),表示蓝色荧光发光层34B的位于最靠绿色荧光发光层34G侧的位置的面(在本实施方式中,是蓝色荧光发光层34B的上表面)与绿色荧光发光层34G的位于最靠蓝色荧光发光层34B侧的位置的面(在本实施方式中,是绿色荧光发光层34G的下表面)之间的距离。
另一方面,上述中间层中含有的所有材料(分隔层35的材料)的吸收光谱与上述绿色荧光发光材料的发光光谱不存在重叠,从而难以发生从上述绿色荧光发光材料向上述中间层中含有的材料的能量转移。
分隔层35具有大于福斯特半径的层厚,因此,子像素3G2中的相对面间距离DGR大于福斯特半径。
因此,在子像素3G2中,不发生隔着上述中间层从绿色荧光发光层34G向红色发光层34R的福斯特型的能量转移。当然,因为在绿色荧光发光层34G与红色发光层34R之间设置有中间层,绿色荧光发光层34G与红色发光层34R彼此不接触,所以也不发生德克斯特型的能量转移。
各发光层3可以由承担空穴和电子的传输的主体材料以及作为发光材料承担发光的发光掺杂剂(客体)材料的2种成分体系形成,也可以由发光材料单独形成。
发光层34中的材料(成分)中含有比率最多的材料可以是主体材料,也可以是发光材料。
主体材料具有能够注入空穴和电子,传输空穴和电子,使它们在其分子内复合,由此使发光材料发光的功能。在使用主体材料的情况下,发光材料均匀地分散在主体材料中。
在使用主体材料的情况下,主体材料使用S1能级和最低激发三重态的能级(下面,记为“T1能级”)中的至少一个能级具有高于发光材料的该能级的值的有机化合物。由此,主体材料能够将发光材料的能量封闭在该发光材料中,能够提高发光材料的发光效率。
为了高效率地得到本实施方式的具有层叠构造的各子像素3中要显示的发光色,绿色荧光发光层34G中的材料中含有比率最多的材料、最好是所有材料,优选为空穴传输性材料,该空穴传输性材料如图1和图2中用箭头表示空穴(h+)和电子(e-)的移动那样,电子迁移率极低。分隔层35优选分隔层35整体表现出空穴传输性和电子传输性都高的双极传输性。因此,分隔层35中含有的材料可以是像双极传输性材料那样单独表现出双极传输性的材料,也可以是将空穴迁移率高于电子迁移率的单独表现出空穴传输性的材料、和电子迁移率高于空穴迁移率的单独表现出电子传输性的材料,组合使用两种以上使得作为分隔层35表现出双极传输性。红色发光层34R中的混合比率最高的材料、最好是所有材料,优选为如图1和图2所示为双极传输性材料,但是也可以为空穴传输性材料。蓝色荧光发光层34B中的混合比率最高的材料、最好是所有材料,优选使用双极传输性材料或空穴传输性材料。
作为空穴传输性的主体材料,可以列举例如4,4’-双[N-苯基-N-(3”-甲基苯基)氨基]联苯(TPD)、9,10-二(2-萘基)蒽(ADN)、1,3-双(咔唑-9-基)苯(mCP)、3,3’-二(9H-咔唑-9-基)联苯(mCBP)等空穴传输性材料。作为电子传输性的主体材料,可以列举2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-菲咯啉(BCP)、双[(2-二苯基磷酰基)苯基]醚(DPEPO)、4,4’-双(2,2-二苯乙烯基)-1,1’-联苯(DPVBi)、2,2’,2”-(1,3,5-苯炔甲苯基)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑)(TPBi)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(苯基苯酚)铝(BAlq)等电子传输性材料。作为双极传输性的主体材料,可以列举例如4,4’-双(9-咔唑)-联苯(CBP)等双极传输性材料。
蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G中的发光材料都是荧光发光材料。
作为蓝色荧光发光材料,可以使用例如2,5,8,11-四叔丁基苝(TBPe)、双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]砜(DMAC-DPS)、苝、4,5-双(咔唑-9-基)-1,2-二氰基苯(2CzPN)等发蓝色光的荧光发光材料。
作为绿色荧光发光材料,可以列举例如3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙氨基)香豆素(香豆素6)、8-羟基喹啉铝(Alq3)、1,2,3,5-四(咔唑-9-基)-4,6-二氰基苯(4CzIPN)、1,2,3,4-四(咔唑-9-基)-5,6-二氰基苯(4CzPN)、由下式
Figure BDA0001826857630000191
表示的PXZ-DPS等。
如果发光色为红色,则红色发光材料可以是磷光发光材料,也可以是荧光发光材料。但是,因为红色发光层34R中不使用能量转移,所以,为磷光发光材料或TADF(ThermallyActivated Delayed Fluorescence:热活化延迟荧光)材料时发光效率高,因此优选。
TADF材料是通过热活化能够从最低激发三重态利用反向系间窜越生成最低激发单重态的材料,是S1能级与T1能级的能量差ΔEST极小的延迟荧光材料。通过发光材料使用这样S1能级与T1能级的能量差ΔEST极小的延迟荧光材料,发生由热能引起的从T1能级向S1能级的反向系间窜越。当利用由该TADF材料产生的延迟荧光时,在荧光型发光中,理论上也能够将内部量子效率提高至100%。ΔEST越小,越容易从最低激发三重态向最低激发单重态发生反向系间窜越,如果ΔEST为0.3eV以下,则即使在室温,也能够比较容易地发生反向系间窜越。
作为红色荧光发光材料,可以列举例如四苯基二苯并二茚并芘(DBP)、(E)-2-{2-[4-(二甲基氨基)苯乙烯基]-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(DCM)等。作为红色磷光发光材料,可以列举例如三(1-苯基异喹啉)铱(III)(Ir(piq)3)、双(2-苯并[b]噻吩-2-基-吡啶)(乙酰丙酮)铱(III)(Ir(btp)2(acac))等。作为红色发光的TADF材料,可以列举例如由下式
Figure BDA0001826857630000201
表示的PPZ-DPO、由下式
Figure BDA0001826857630000202
表示的PPZ-DPS、由下式
Figure BDA0001826857630000203
表示的4CzTPN-Ph等。
作为分隔层35,可以列举例如如上所述作为双极传输性材料的4,4’-双(9-咔唑)-联苯(CBP)等。
上述发光层单元33中的各功能层的层厚只要形成为使得相对面间距离DGR和相对面间距离DBG满足上述条件,就没有特别限定。但是,优选上述发光层单元33中的蓝色荧光发光层34B的层厚设定为10nm以下。
在子像素3G1中,如前所述利用福斯特跃迁。通过将蓝色荧光发光层34B的层厚设定为10nm以下,在子像素3G1中,从蓝色荧光发光层34B中离绿色荧光发光层34G最远的蓝色荧光发光材料的分子(即,位于蓝色荧光发光层34B的与绿色荧光发光层34G相反的一侧的表面的的蓝色荧光发光材料的分子,在本实施方式中,是位于蓝色荧光发光层34B的下表面的蓝色荧光发光材料的分子)至绿色荧光发光层34G的绿色荧光发光材料的距离为10nm以下。换而言之,从蓝色荧光发光层34B的任意位置至绿色荧光发光层34G的最短距离都为10nm以下。因此,能够发生从子像素3G1中的任意位置的蓝色荧光发光材料的分子向绿色荧光发光材料的福斯特跃迁,即使是位于蓝色荧光发光层34B的与绿色荧光发光层34G相反的一侧的表面的蓝色荧光发光材料的分子,也能够发生福斯特跃迁。
(空穴注入层31和空穴传输层32)
空穴注入层31含有空穴注入性材料,是具有提高向发光层34注入空穴的空穴注入效率的功能的层。空穴注入层31和空穴传输层32可以形成为彼此独立的层,也可以一体化为空穴注入层兼空穴传输层。不需要设置有空穴注入层31和空穴传输层32这两者,可以仅设置有一者(例如仅设置有空穴传输层32)。
空穴注入层31、空穴传输层32或空穴注入层兼空穴传输层的材料,即,空穴注入性材料或空穴传输性材料可以使用已知的材料。
作为这些材料,可以列举例如萘、蒽、氮杂苯并菲、芴酮、腙、茋、苯并菲、苯炔、苯乙烯胺、三苯胺、卟啉、三唑、咪唑、噁二唑、噁唑、多芳基烷烃、苯二胺、芳香胺以及它们的衍生物,噻吩系化合物、聚硅烷系化合物、乙烯基咔唑系化合物、苯胺系化合物等链状式或杂环式共轭系的单体、低聚物或聚合物等。更具体而言,可以使用例如N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-二苯基-联苯胺(α-NPD)、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(HAT-CN)、1,3-双(咔唑-9-基)苯(mCP)、二-[4-(N,N-二甲苯基-氨基)-苯基]环己烷(TAPC)、9,10-二苯基蒽-2-磺酸酯(DPAS)、N,N’-二苯基-N,N’-(4-(二(3-甲苯基)氨基)苯基)-1,1’-二苯基-4,4’-二胺(DNTPD)、铱(III)三[N,N’-二苯基苯并咪唑-2-亚基-C2,C2’](Ir(dpbic)3)、4,4’,4”-三-(N-咔唑)-三苯胺(TCTA)、2,2-双(p-偏苯三氧苯基)丙酸酐(BTPD)、双[4-(p,p-二甲苯基氨基)苯基]二苯基硅烷(DTASi)等。
空穴注入层31、空穴传输层32、空穴注入层兼空穴传输层可以是没有掺杂杂质的本征空穴注入性材料或本征空穴传输性材料,也可以由于提高导电性等理由而掺杂有杂质。
为了得到高效率的发光,优选将激发能量封闭在发光层单元33内,特别是发光层单元33中的发光层34内。因此,作为上述空穴注入性材料和空穴传输性材料,优选使用具有与发光层34中的发光材料的S1能级和T1能级相比激发能级高的S1能级和T1能级的材料。因此,作为上述空穴注入性材料和空穴传输性材料,更优选激发能级高且具有高空穴迁移率的材料。
(电子传输层36和电子注入层37)
电子注入层37含有电子注入性材料,是具有提高向发光层34注入电子的电子注入效率的功能的层。
电子传输层36含有电子传输性材料,是具有提高向发光层34传输电子的电子传输效率的功能的层。
电子注入层37和电子传输层36可以形成为彼此独立的层形成,也可以一体化为电子注入层兼电子传输层。也不需要设置有电子注入层37和电子传输层36这两者,可以仅设置有一者,例如仅设置有电子传输层36。当然,也可以两者都不设置。
电子注入层37、电子传输层36或电子注入层兼电子传输层的材料,即,作为用作电子注入性材料或电子传输性材料的材料,可以使用已知的材料。
作为这些材料,可以列举例如喹啉、苝、菲咯啉、二苯乙烯、吡嗪、三唑、噁唑、噁二唑、芴酮和它们的衍生物或金属配位化合物、氟化锂(LiF)等。
更具体而言,可以列举例如双[(2-二苯基磷酰基)苯基]醚(DPEPO)、4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(Bphen)、3,3’-双(9H-咔唑-9-基)联苯(mCBP)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)、3-苯基-4(1’-萘基)-5-苯基-1,2,4-三唑(TAZ)、1,10-菲咯啉、Alq(三(8-羟基喹啉)铝)、LiF等。
(保护层24)
保护层24由具有透光性的、绝缘性材料或导电性材料形成。作为保护层24的材料,可以列举例如氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO)、氧氮化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)等无机绝缘材料,以及ITO等导电性材料。保护层24可以具有无机绝缘层和有机绝缘层的层叠构造。作为上述有机绝缘层中使用的有机绝缘材料,可以列举例如聚硅氧烷、氧化碳化硅(SiOC)、丙烯酸酯、聚脲、聚对二甲苯、聚酰亚胺、聚酰胺等。
保护层24的厚度根据材料适当设定成能够阻止氧气、水分从外部渗入有机EL元件20内即可,没有特别限定。
(密封基板40)
作为密封基板40,可以使用例如玻璃基板或塑料基板等绝缘基板。在像本实施方式那样有机EL显示装置1为顶部发光型的有机EL显示装置的情况下,密封基板40使用具有透光性的绝缘基板。
绝缘基板11和密封基板40分别可以是具有柔性的绝缘膜,通过在这些绝缘基板11和密封基板40分别使用具有弯曲性的基板,也能够使上述有机EL显示装置1为柔性显示器或可弯曲显示器。
在TFT基板10与密封基板40之间,为了防止密封基板40碰撞TFT基板10,导致有机EL元件20损伤,可以设置有未图示的间隙间隔物(gap spacer)。
<有机EL显示装置1的显示方法>
接着,对本实施方式的有机EL显示装置1的显示方法进行说明。
如前所述,有机EL显示装置1具有多个设置有具有各色的发光层34的有机EL元件20的子像素3,通过利用TFT12有选择地使各子像素3中的有机EL元件20以期望的亮度发光来进行彩色显示。下面,对各子像素3的发光进行说明。
本实施方式的有机EL显示装置1是有源矩阵型的有机EL显示装置,在显示区域中呈矩阵状配置有多个像素2。
各像素2具有如上所述由子像素3G1和子像素3G2构成的2种绿色的子像素3(子像素3G),包括子像素3B、子像素3G1、子像素3G2和子像素3R这4个子像素3。
在显示区域中,这些像素2如图3所示具有下面那样的S条纹型的像素排列(S条纹排列):在行方向(第一方向)上,子像素3B与子像素3G1相邻,并且子像素3R与子像素3G2相邻,在与行方向正交的列方向(第二方向)上,子像素3B与子像素3R相邻,并且子像素3G1与子像素3G2相邻。分别沿着行方向形成的、由子像素3B及子像素3G1构成的排与由子像素3G2及子像素3R构成的排,在列方向上交替配置。由此,在显示区域中,例如在奇数行,子像素3B和子像素3G1交替配置,在偶数行,子像素3R和子像素3G2交替配置。
依照本实施方式,通过形成S条纹型的像素排列,能够提高表观上的分辨率。
在本实施方式中,与以往的具有S条纹型的像素排列的有机EL显示装置不同,子像素3G1和子像素3G2如图1、图2和图4所示,具有不同的层叠构造。
在本实施方式的有机EL显示装置1中,如图4所示,分别从第一电极21和第二电极23注入有机EL层22的空穴(h+)和电子(e-),如图1所示,在子像素3B中,在蓝色荧光发光层34B中复合而生成激子。生成的激子失活而返回基态(下面,记为“S0”)时放出光。由此,子像素3B中进行蓝色发光。
如前所述,绿色荧光发光材料的S1能级低于蓝色荧光发光材料的S1能级,绿色荧光发光层34G中的材料中含有比率最多的材料使用空穴传输性材料,蓝色荧光发光层34B中的材料中含有比率最多的材料使用双极传输性材料或空穴传输性材料,因此,在子像素3G1中,分别从第一电极21和第二电极23注入有机EL层22的空穴和电子,如图1所示,在绿色荧光发光层34G中复合而生成激子。
即使在空穴和电子假设在蓝色荧光发光层34B上复合的情况下,能量也通过S1能级间的福斯特跃迁从蓝色荧光发光层34B向绿色荧光发光层34G转移,绿色荧光发光层34G几乎100%进行发光(绿色发光),蓝色混色被抑制。
如前所述,绿色荧光发光层34G中的材料中含有比率最多的材料使用空穴传输性材料,红色发光层34R和分隔层35中的材料中含有比率最多的材料使用例如双极传输性材料,因此,在子像素3G2中,分别从第一电极21和第二电极23注入有机EL层22的空穴和电子,如图1所示,在绿色荧光发光层34G中复合而生成激子。
此时,虽然绿色荧光发光材料的S1能级高于红色发光材料的S1能级,但是,从绿色荧光发光层34G向红色发光层34R的能量转移被分隔层35阻碍,因此,子像素3G2中的红色混色被抑制,子像素3G2中,进行绿色发光。
在如后所述通过线性蒸镀在子像素3B和子像素3G1中以共用的方式形成蓝色荧光发光层34B时,即使万一蓝色荧光发光层34B侵入了子像素3G1,绿色荧光发光层34G电子传输性极低,几乎不流动电子,因此,子像素3G2中也不会发生蓝色混色。在此,线性蒸镀表示不是呈点状而是呈直线状进行蒸镀。
如前所述,红色发光层34R和分隔层35中的材料中含有比率最多的材料使用例如双极传输性材料,因此,在子像素3R中,分别从第一电极21和第二电极23注入有机EL层22的空穴和电子,如图1所示,在红色发光层34R中复合而生成激子。由此,在子像素3R中进行红色发光。
<有机EL显示装置1的制造方法>
接着,下面参照图8~图10对本实施方式的有机EL显示装置1的制造方法进行说明。
图9的(a)~(c)是按照工序顺序表示本实施方式的有机EL显示装置1中的发光层单元33的制造工序的平面图。图10是表示本实施方式的有机EL显示装置1的主要部分的制造工序的流程的流程图。
在图9的(a)~(c)中,为了识别发光区域4B、发光区域4G1、发光区域4G2和发光区域4R,与图3同样地对各发光区域4画影线,实际的蒸镀在各蒸镀掩模70B、70R、70G的各开口部71B、71R、71G内进行。发光区域4B、发光区域4G1、发光区域4G2和发光区域4R分别依次位于子像素3B、子像素3G1、子像素3G2和子像素3R内。
本实施方式的有机EL显示装置1的制造工序包括:制作上述的TFT基板10的TFT基板制作工序;在该TFT基板10上形成有机EL元件20的有机EL元件制作工序;和将该有机EL元件制作工序中制成的有机EL元件20密封的密封工序。
有机EL元件制作工序,如图10所示,包括例如阳极形成工序(S1)、空穴注入层形成工序(S2)、空穴传输层形成工序(S3)、蓝色荧光发光层形成工序(S4)、红色发光层形成工序(S5)、分隔层形成工序(S6)、绿色荧光发光层形成工序(S7)、电子传输层形成工序(S8)、电子注入层形成工序(S9)、阴极形成工序(S10)和保护层形成工序(S11)。在本实施方式中,有机EL元件制作工序,作为一个例子,按照该顺序进行。上述括弧内表示出了步骤编号。
但是,本实施方式只要能够制造具有图1、图2和图4所示的层叠构造的有机EL显示装置1,就不限定于上述制造工序,也可以例如像后述的实施方式12那样,在进行蓝色荧光发光层形成工序(S4)之前,进行红色发光层形成工序(S5)和分隔层形成工序(S6)。
下面,对上述的各工序进行说明。
首先,在TFT基板制作工序中,利用公知的技术在形成有TFT12和配线14等的绝缘基板11上涂敷感光性树脂,利用光刻技术进行图案化,由此在绝缘基板11上形成层间绝缘膜13。
作为层间绝缘膜13,可以使用例如丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等。作为层间绝缘膜13的膜厚,只要能够补偿由TFT12产生的台阶即可,没有特别限定。
接着,在层间绝缘膜13中形成将作为阳极的第一电极21与TFT12电连接的接触孔13a。由此制作出TFT基板10。
接着,在这样形成的TFT基板10上形成有机EL元件20(有机EL元件制作工序)。
在有机EL元件制作工序中,首先在上述TFT基板10上形成第一电极21作为阳极(S1)。
本实施方式的阳极形成工序(S1)包括:在TFT基板10上形成反射电极21a的反射电极形成工序;和在反射电极21a上形成透光性电极21b的透光性电极形成工序。
因此,在上述阳极形成工序(S1)中,首先,在TFT基板10上将反射电极材料以规定的厚度形成图案,作为第一电极21的反射电极21a。
反射电极21a可以例如利用溅射法等将反射电极材料成膜后,通过光刻法按每个子像素3形成未图示的抗蚀剂图案,以这些抗蚀剂图案为掩模对由上述反射电极材料构成的层进行蚀刻后,将抗蚀剂图案剥离清洗,由此以按每个子像素3分离的方式图案化,也可以利用印刷法或使用蒸镀掩模的蒸镀法等进行图案成膜。作为上述蒸镀法,可以使用例如真空蒸镀法、CVD(chemical vapor deposition(化学气相沉积)、化学蒸镀)法、等离子体CVD法等。
接着,作为第一电极21的透光性电极21b,在反射电极21a上将透光性电极材料以规定的厚度形成图案。
反射电极21a与作为阴极的第二电极23之间的距离优选设定为使从各子像素3发出的各色的波长区域的光的峰值波长的强度增强的距离。
图8是表示蓝色荧光发光材料的PL发光光谱、绿色荧光发光材料的PL发光光谱和红色发光材料的PL发光光谱的一个例子的曲线图。
在图8中,作为蓝色荧光发光材料的PL发光光谱,表示出了在后述的实施例1中使用的TBPe的PL发光光谱,作为绿色荧光发光材料的PL发光光谱,表示出了在后述的实施例1中使用的香豆素6的PL发光光谱,作为红色发光材料的PL发光光谱,表示出了在后述的实施例1中使用的Ir(piq)3的PL发光光谱。
如图8所示,上述蓝色荧光发光材料的峰值波长(第一峰值波长)为大致470nm,绿色荧光发光材料的峰值波长(第二峰值波长)为大致520nm,上述红色发光材料的峰值波长(第三峰值波长)为大致590nm。
本实施方式的有机EL元件20是微腔(微共振器)方式的有机EL元件。在微腔方式的有机EL元件中,发出的光在阳极与阴极之间多重反射,进行共振,由此发光光谱变得陡峭,特定波长的发光强度被放大。
作为在有机EL元件中导入这样的共振构造(微腔构造)的方法,已知例如按每个发光色改变有机EL元件的2个共振面间的长度(腔长)、即光程的方法。
在本实施方式中,通过按每个子像素3设定透光性电极21b的厚度而按每个子像素3改变腔长,利用微腔效应实现发光的色度和发光效率的提高。
因此,本实施方式中从各子像素3的发光材料发出的光,一部分直接射出至外部,而另一部分被多重反射后射出至外部。即,从各子像素3射出至外部的光包括:从发光材料发出后,直接经由夹着有机EL层22设置在与反射电极相反的一侧的透光性电极(在本实施方式中,是第二电极23)射出至外部的光;和从发光材料发出后,在阳极与阴极之间(更严密而言,是上述反射电极与透光性电极之间,在本实施方式中,是第一电极21的反射电极21a与第二电极23之间)多重反射,经由设置在与上述反射电极相反的一侧的透光性电极(在本实施方式中,是第二电极23)射出至外部的光。
因此,在子像素3B中,从蓝色荧光发光层34B发出的光射出至外部,此时射出至外部的光包括使蓝色荧光发光层34B中发出的光(即从蓝色荧光发光材料发出的光)在子像素3B的阳极与阴极之间多重反射而得到的光。在子像素3G1和子像素3G2中,从绿色荧光发光层34G发出的光射出至外部,从子像素3G1射出至外部的光包括使绿色荧光发光层34G中发出的光(即从绿色荧光发光材料发出的光)在子像素3G1的阳极与阴极之间多重反射而得到的光,从子像素3G2射出至外部的光包括使上述绿色荧光发光层34G中发出的光在子像素3G2的阳极与阴极之间多重反射而得到的光。在子像素3R中,从红色发光层34R发出的光射出至外部,此时射出至外部的光包括红色发光层34R中发出的光(即从红色发光材料发出的光)在子像素3R的阳极与阴极之间多重反射而得到的光。
在子像素3B中,设定透光性电极21b的厚度,使得反射电极21a与第二电极23之间的距离成为最适合将蓝色波长区域的光取出(即出射)至外部的厚度(使蓝色荧光发光材料的峰值波长的强度增强的距离)。同样地,子像素3G1和子像素3G2中,设定透光性电极21b的厚度,使得反射电极21a与第二电极23之间的距离成为最适合将绿色波长区域的光取出至外部的厚度(使绿色荧光发光材料的峰值波长的强度增强的距离),在子像素3R中,设定透光性电极21b的厚度,使得反射电极21a与第二电极23之间的距离成为最适合将红色波长区域的光取出至外部的厚度(使红色发光材料的峰值波长的强度增强的距离)。
作为改变各子像素3中的透光性电极21b的厚度的方法,没有特别限定,可以利用蒸镀法或印刷法等,按每个子像素3将透光性电极材料成膜为期望的厚度,也可以利用溅射法等将透光性电极材料成膜后,通过光刻法进行图案化,然后通过灰化等将由上述透光性电极材料构成的各层的厚度调整为期望的厚度。
由此,在TFT基板10上,将按每个子像素3具有不同的层厚的第一电极21形成为矩阵状。
接着,与层间绝缘膜13同样地,以覆盖第一电极21的端部的方式将堤15形成图案。通过以上的工序,作为阳极,制作出按每个子像素3由堤15分离的第一电极21。
接着,对经过上述那样的工序的TFT基板10,实施用于脱水的减压烘培,并且实施氧等离子体处理作为第一电极21的表面清洗。
接着,与以往同样地,在形成有上述第一电极21的TFT基板10上的显示区域整个面上,依次蒸镀空穴注入层31的材料和空穴传输层32的材料(S2、S3)。
然后,使用与各像素2中的子像素3B和子像素3G1对应地在行方向和列方向上设置有多处两个子像素的量的开口部71B的蓝色荧光发光层形成用的蒸镀掩模70B,在将子像素3B和子像素3G1连结的方向上线性蒸镀蓝色荧光发光层34B的材料,使得在图9的(a)中用虚线表示的发光区域4B和发光区域4G1形成蓝色荧光发光层34B。在本实施方式中,在由子像素3B和子像素3G1构成的第奇数行的子像素排上线性蒸镀蓝色荧光发光层34B的材料。由此,在上述空穴传输层32上将蓝色荧光发光层34B形成为沿着行方向的断续的条纹状(S4)。
接着,使用与各像素2中的子像素3R和子像素3G2对应地在行方向和列方向上设置有多处两个子像素的量的开口部71R的红色发光层形成用的蒸镀掩模70R,在将子像素3R和子像素3G2连结的方向上线性蒸镀红色发光层34R的材料,使得在图9的(b)中用虚线表示的发光区域4R和发光区域4G2中形成红色发光层34R。在本实施方式中,在由子像素3R和子像素3G2构成的第偶数行的子像素排上线性蒸镀红色发光层34R的材料。由此,在上述空穴传输层32上将红色发光层34R形成为与蓝色荧光发光层34B平行且沿着行方向的断续的条纹状(S5)。
接着,在上述红色发光层34R上,使用红色发光层形成用的蒸镀掩模70R,在将子像素3R和子像素3G2连结的方向上线性蒸镀上述分隔层35的材料。由此,在上述红色发光层34R上,层叠有在俯视时具有与上述红色发光层34R相同的图案的分隔层35(S6)。
在本实施方式中,红色发光层34R和分隔层35在俯视时具有相同图案,因此,列举使用同一蒸镀掩模70R连续形成红色发光层34R和分隔层35的情况为例进行说明。但是,本实施方式并不限定于此,也可以使用具有相同开口图案的分别专用的蒸镀掩模将红色发光层34R和分隔层35形成图案。
接着,使用与各像素2中的子像素3G1和子像素3G2对应地在行方向和列方向上设置有多处两个子像素的量的开口部71G的绿色荧光发光层形成用的蒸镀掩模70G,在将子像素3G1和子像素3G2连结的方向上线性蒸镀绿色荧光发光层34G的材料,使得在图9的(c)中用虚线表示的发光区域4G1和发光区域4G2中形成绿色荧光发光层34G。在本实施方式中,在由子像素3G1和子像素3G2构成的第偶数列的子像素排上线性蒸镀绿色荧光发光层34G的材料。由此,在上述空穴传输层32上,形成在子像素3G1中与蓝色荧光发光层34B重叠且在子像素3G2中与分隔层35重叠的、沿着列方向的断续的条纹状绿色荧光发光层34G(S7)。
作为蒸镀掩模70B、70R、70G,可以使用例如金属制的金属掩模。
然后,与以往同样地,在形成有上述各色的发光层34的TFT基板10上的显示区域整个面上,依次蒸镀电子传输层36的材料和电子注入层37的材料(S8、S9)。
接着,作为阴极,以覆盖上述电子注入层37的方式在上述TFT基板10的显示区域整个面上形成第二电极23(S10)。
第二电极23的形成可以使用真空蒸镀法、CVD法、等离子体CVD法等蒸镀法,也可以使用溅射法或印刷法等。
然后,以覆盖上述第二电极23的方式,在上述TFT基板10的显示区域整个面上蒸镀保护层24的材料(S11)。由此,在上述TFT基板10上形成有机EL元件20。
然后,通过进行密封工序,如图4所示,将形成有上述有机EL元件20的TFT基板10和密封基板40隔着未图示的填充剂层和密封件贴合。由此,得到本实施方式的有机EL显示装置1。
但是,作为有机EL元件20的密封方法,并不限定于上述的方法,可以采用公知的各种密封方法。
在本实施方式中,作为实施例1,基于图10所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、蓝色荧光发光层34B、红色发光层34R、分隔层35、绿色荧光发光层34G、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
在实施例1中,层叠在上述TFT基板10上的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。下面,为了使子像素3G1的发光色和子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例1)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:135nm/子像素3G1:160nm/子像素3G2:145nm/子像素3R:40nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
蓝色荧光发光层34B:ADN(主体材料、90%)/TBPe(蓝色荧光发光材料、10%)(10nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
分隔层35:CBP(20nm)
绿色荧光发光层34G:TPD(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:BCP(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
如上所述,在本实施方式中,将蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G和红色发光层34R在各像素2内分别作为2个子像素3共用的共用发光层,通过该共用发光层的应用来提高生产率,并且利用荧光发光材料的福斯特型的能量转移和其可跃迁距离进行发光。
如上所述,依照本实施方式,在子像素3G2中,虽然蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G层叠,但是绿色荧光发光材料与蓝色荧光发光材料相比S1能级低,并且蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G的彼此相对的相对面间距离DBG为福斯特半径以下,因此,即使空穴与电子在蓝色荧光发光层34B上复合,通过福斯特跃迁,绿色荧光发光材料也几乎100%发光,能够抑制混色。
在子像素3R中,虽然绿色荧光发光层34G和红色发光层34R层叠,但是绿色荧光发光层34G和红色发光层34R隔着分隔层35(中间层)层叠,由此,从红色发光层34R向绿色荧光发光层34G的能量转移被阻碍,因此能够抑制混色。
在不具有上述的层叠构造的具有S条纹排列的有机EL显示装置中,仅能对由绿色的子像素构成的子像素排进行线性蒸镀。
可是,依照本实施方式,通过使子像素3G1和子像素3G2为上述的层叠构造,如上所述,不仅能够在将子像素3G1和子像素3G2连结的方向上进行线性蒸镀,而且也能够在将子像素3B和子像素3G1连结的方向、以及将子像素3G2和子像素3R连结的方向上进行线性蒸镀,能够抑制向这些方向的混色。
依照本实施方式,如上所述,能够用具有由两个子像素的量的开口部构成的开口图案的蒸镀掩模来蒸镀以成为S条纹排列的方式排列的、RGB的所有子像素3中的发光层34和分隔层35。因此,能够使用于防止混色的蒸镀裕度减小,能够使这些子像素3间的间距变窄从而提高分辨率,或者在同一分辨率下能够扩大子像素3的面积以降低电流应力,从而能够使各有机EL元件20的寿命变长。
这样,依照本实施方式,能够分别线性蒸镀蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G和红色发光层34R,并且如上所述虽然具有发光层34的层叠构造,但是难以发生混色,因此,与以往的使用分涂方式的显示装置相比,能够使用于防止混色的蒸镀裕度减小,并且与以往的使用分涂方式的显示装置相比,能够容易地实现高分辨率化。
上述有机EL显示装置1虽然如上所述具有发光层的层叠构造,但是不像白色CF方式或专利文献1那样必须具有CF层或利用光学干涉效应,因此,能够避免耗电的增大和配光特性的变差。因此,能够兼顾高色度和低耗电。
因此,依照本实施方式,能够提供与以往的使用分涂方式的显示装置相比通过降低混色可能性来使防止混色的蒸镀裕度减小,从而能够更容易地实现高分辨率化,并且能够兼顾高色度和低耗电的显示装置。
<变形例>
在本实施方式中,列举本实施方式的显示装置为有机EL显示装置的情况为例进行了说明。但是,本实施方式的显示装置只要是进行PL发光的显示装置即可。因此,本实施方式的显示装置并不限定于上述的例示,可以是例如无机EL显示装置,也可以是利用PL发光的除EL显示装置以外的显示装置。也可以是,上述各发光材料使用无机材料,形成无机层代替有机层。
在本实施方式中,作为含有第一荧光发光材料的第一发光层形成了蓝色荧光发光层34B,作为含有第二荧光发光材料的第二发光层形成了绿色荧光发光层34G,作为含有第三发光材料的第三发光层形成了红色发光层34R,但是本实施方式并不限定于此。上述第一荧光发光材料、第二荧光发光材料和第三发光材料的组合并不限定于蓝色荧光发光材料、绿色荧光发光材料和红色发光材料的组合,只要是上述第二荧光发光材料发出具有比从上述第一荧光发光材料发出的光的峰值波长(第一峰值波长)大的峰值波长(第二峰值波长)的光,上述第三发光材料发出具有比上述第二峰值波长大的峰值波长(第三峰值波长)的光,上述第二荧光发光材料的S1能级低于上述第一荧光发光材料的S1能级且高于上述第三发光材料的S1能级的组合即可。
[实施方式2]
主要基于图3、图10和图11对本发明的另一个实施方式进行说明如下。
在本实施方式中,对与实施方式1的不同点进行说明,对与实施方式1中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1同样的变形,这是不言而喻的。
图11是表示本实施方式的有机EL显示装置1的概略结构的一个例子的截面图。本实施方式的有机EL显示装置1与实施方式1的有机EL显示装置1同样具有图3所示的S条纹型的像素排列。因此,图11表示图3中以点划线框起来表示的1个像素区域的概略结构的一个例子,表示与图3所示的L1-L2线截面对应的截面的概略结构。
本实施方式的有机EL显示装置1是将从发光层单元33发出的光从第一电极21侧、即TFT基板10侧取出的底部发光型的有机EL显示装置,第一电极21为透光性电极,代替设置保护层24,第二电极23使用与实施方式1的有机EL显示装置1的第二电极23(半透明电极)相比层厚大的反射电极,除此以外,与实施方式1的有机EL显示装置1相同。
有机EL显示装置1的光取出方向不论是第一电极21侧和第二电极23侧中的哪一者均可。因此,有机EL显示装置1可以是本实施方式那样的底部发光型的构造。
在这样有机EL显示装置1为底部发光型的情况下,绝缘基板11使用被称为透明基板或透光性基板的玻璃基板、塑料基板等具有透光性的绝缘基板。
在有机EL显示装置1为底部发光型的情况下,从发光层单元33发出的光从透光性电极侧直接取出,或被反射电极反射后从透光性电极侧取出。因此,在本实施方式中,如上所述,使TFT基板10侧的第一电极21为透光性电极,使第二电极23为反射电极。作为这些透光性电极和反射电极的材料,可以使用例如实施方式1中例示的透光性电极材料、反射电极材料等。
在本实施方式中,基于图10所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠由透光性电极构成的第一电极21、空穴注入层31、空穴传输层32、蓝色荧光发光层34B、红色发光层34R、分隔层35、绿色荧光发光层34G、电子传输层36、电子注入层37和由反射电极构成的第二电极23。
在上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。在下面的实施例中,为了使子像素3G1的发光色和子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟,进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例2)
第一电极21(阳极、透光性电极):ITO(50nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
蓝色荧光发光层34B:ADN(主体材料、90%)/TBPe(蓝色荧光发光材料、10%)(10nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
分隔层35:CBP(20nm)
绿色荧光发光层34G:TPD(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:BCP(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、反射电极):Al(100nm)
依照本实施方式,能够提供具有与实施方式1同样的效果的、底部发光型的有机EL显示装置1。
在如上所述使有机EL显示装置1为底部发光构造的情况下,微腔效应弱,即使使各子像素3中的有机EL元件20的光程(腔长)变化,各子像素3中的有机EL元件20的色度和发光效率也难以变化。因此,即使不使第二电极23像实施方式1的第一电极21那样为反射电极和作为层厚调整层(光程调整层)的透光性电极的层叠构造,改变该透光性电极的层厚等而改变各子像素3中的有机EL元件20的光程,或者按每个子像素3改变第一电极21与第二电极23之间的有机EL层22的层厚,各子像素3中的有机EL元件20的色度和效率也难以变化。
因此,依照本实施方式,即使如上所述使有机EL显示装置1的各层为均匀的层厚也没有问题,与使有机EL显示装置1为顶部发光构造的情况相比能够简化制造工艺。
[实施方式3]
主要基于图1~图4、图10~图13对本发明的又一个实施方式进行说明如下。
在本实施方式中,对与实施方式1、2的不同点进行说明,对与实施方式1、2中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1、2同样的变形,这是不言而喻的。
<有机EL显示装置1的概略结构>
图12是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的像素排列的图。
在实施方式1、2中,列举有机EL显示装置1具有S条纹排列的情况为例进行了说明。但是,有机EL显示装置1也可以如图12所示,具有PenTile型的像素排列(PenTile排列),在该PenTile型的像素排列中,子像素3G1与子像素3B在行方向上相邻,并且子像素3G1与子像素3R在列方向上相邻,子像素3G2与子像素3R在行方向上相邻,并且子像素3G2与子像素3B在列方向上相邻,在与行方向和列方向交叉(具体而言,分别与行方向和列方向以斜45度的角度交叉)的斜方向(第三方向)上,子像素3B和子像素3R相邻,并且子像素3G1和子像素3G2相邻。
在PenTile排列中,在显示区域中,像素2中,在行方向上,子像素3B和子像素3G1相邻,并且子像素3G2和子像素3R相邻,在列方向上,子像素3B和子像素3G2相邻,并且子像素3G1和子像素3R相邻。分别沿着行方向形成的、由子像素3B和子像素3G1构成的排与由子像素3G2和子像素3R构成的排,在列方向上交替配置。因此,即使在PenTile排列中,作为显示区域中的行方向上的各色的子像素3的重复,也与S条纹排列同样,例如在奇数行,子像素3B和子像素3G1交替配置,在偶数行,子像素3G2和子像素3R交替配置。这些排列利用了人的色觉对R和B钝感而对G敏感这一点。在这些排列中,如图3和图12所示,由子像素3B和子像素3G1、或子像素3G2和子像素3R这样的各2色构成各行,各行中,将与RGB排列相比缺少的颜色的子像素通过与相邻行的子像素的组合来模拟再现。因此,这些排列中,与纵条纹型的RGB排列相比,能够使各行的子像素3的点宽度增大在行方向上缺少的颜色的子像素的量。因此,高分辨率的有机EL显示装置1的制造变得容易,并且即使像素数少也能够将表观上的分辨率维持得高。
本实施方式的有机EL显示装置1与以往的具有PenTile排列的有机EL显示装置不同,子像素3G1和子像素3G2如图1、图2、图4和图11所示,具有不同的层叠构造。
<有机EL显示装置1的制造方法>
图13的(a)~(c)是按照工序顺序表示本实施方式的有机EL显示装置1中的发光层单元33的制造工序的平面图。图13的(a)~(c)中,为了识别发光区域4B、发光区域4G1、发光区域4G2和发光区域4R,与图12同样地对各发光区域4画影线,实际的蒸镀在各蒸镀掩模70B、70R、70G的各开口部71B、71R、71G内进行。如前所述,发光区域4B、发光区域4G1、发光区域4G2和发光区域4R分别依次位于子像素3B、子像素3G1、子像素3G2和子像素3R内。
本实施方式的有机EL显示装置1的制造方法,在形成堤15时,以形成与发光区域4对应的开口部15a的方式将堤15形成图案,并且如图13的(c)所示,在绿色荧光发光层形成工序(S7)中,使用与实施方式1的蒸镀掩模70G具有不同的开口图案的蒸镀掩模70G,除此以外,与实施方式1、2的有机EL显示装置1的制造方法相同。本实施方式的有机EL显示装置1的制造方法中,在图10所示的蓝色荧光发光层形成工序(S4)~绿色荧光发光层形成工序(S7)中,使用图13的(a)~(c)所示的蒸镀掩模70B、70R、70G进行蒸镀。
在本实施方式中,在蓝色荧光发光层形成工序(S4)中,如图13的(a)所示,作为蒸镀掩模70B,使用与各像素2中的子像素3B和子像素3G1对应地在行方向和列方向上设置有多处两个子像素的量的开口部71B的、与图9的(a)所示的蒸镀掩模70B同样的蒸镀掩模70B,在将子像素3B和子像素3G1连结的方向上线性蒸镀蓝色荧光发光层34B的材料,使得在用虚线表示的发光区域4B和发光区域4G1中形成蓝色荧光发光层34B。在本实施方式中,与实施方式1同样,在由子像素3B和子像素3G1构成的第奇数行的子像素排上线性蒸镀蓝色荧光发光层34B的材料,由此,在空穴传输层32上将蓝色荧光发光层34B形成为沿着行方向的断续的条纹状。
在红色发光层形成工序(S5)和分隔层形成工序(S6)中,如图13的(b)所示,作为蒸镀掩模70R,使用与各像素2中的子像素3G2和子像素3R对应地在行方向和列方向上设置有多处两个子像素的量的开口部71R的、与图9的(b)所示的蒸镀掩模70R同样的蒸镀掩模70R,在将子像素3G2和子像素3R连结的方向上分别线性蒸镀红色发光层34R的材料和分隔层35的材料,使得在用虚线表示的发光区域4G2和发光区域4R中形成红色发光层34R和分隔层35。在本实施方式中,在由子像素3G2和子像素3R构成的第偶数行的子像素排上线性蒸镀红色发光层34R的材料,由此在空穴传输层32上,将红色发光层34R形成为与蓝色荧光发光层34B平行且沿着行方向的断续的条纹状,在上述红色发光层34R上层叠在俯视时具有与上述红色发光层34R相同的图案的分隔层35。
当然在本实施方式中,也与实施方式1同样地,可以使用具有相同开口图案的分别专用的蒸镀掩模将红色发光层34R和分隔层35形成图案。
在绿色荧光发光层形成工序(S7)中,如图13的(c)所示,作为蒸镀掩模70G,使用与各像素2中的子像素3G1和子像素3G2对应地在上述斜方向上设置有多处两个子像素的量的开口部71G的蒸镀掩模70G,在将各像素2中相邻的子像素3G1和子像素3G2连结的方向(即,将直接相邻的子像素3G1和子像素3G2连结的方向)上线性蒸镀绿色荧光发光层34G的材料,使得在用虚线表示的发光区域4G1和发光区域4G2中形成绿色荧光发光层34G。由此,在空穴传输层32上,形成在子像素3G1中与蓝色荧光发光层34B重叠且在子像素3G2中与分隔层35重叠的、沿着上述斜方向的断续的条纹状的绿色荧光发光层34G。
在本实施方式中,如上所述,列举作为蒸镀掩模70G,使用在上述斜方向上设置有多个开口部71G的蒸镀掩模70G的情况为例进行了说明,但是在绿色荧光发光层形成工序(S7)中,也可以使用与实施方式1中使用的蒸镀掩模70G同样的蒸镀掩模70G,将被成膜基板(被功能层形成基板(形成有功能层的基板),在此,是通过至紧接着该绿色荧光发光层形成工序(S7)之前的分隔层形成工序(S6)为止的工序形成了分隔层35的TFT基板10)相对于蒸镀掩模70G旋转45度后进行线性蒸镀,由此分别线性蒸镀蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G和红色发光层34R。
在形成绿色荧光发光层34G时,作为蒸镀掩模70G,也可以使用通常的蒸镀掩模,该通常的蒸镀掩模具有按每1子像素设置有单独的开口部71G的开口图案。即,也可以是用具有在上述的方向上设置有两个子像素的量的开口部的开口图案的蒸镀掩模,蒸镀构成发光层单元33的各功能层中除绿色荧光发光层34G以外的层,用上述的通常的蒸镀掩模仅蒸镀绿色荧光发光层34G。
依照本实施方式,通过形成为PenTile型的像素排列,能够提高表观上的分辨率。
通常,在具有PenTile排列的有机EL显示装置中,仅能够对由绿色的子像素构成的子像素排进行线性蒸镀。可是,依照本实施方式,能够对构成发光层单元33的所有层进行线性蒸镀。本实施方式的有机EL显示装置1如上所述仅像素排列不同,有机EL显示装置1的显示方法(显示原理)本身与实施方式1相同。因此,本实施方式也能够得到与实施方式1同样的效果。
[实施方式4]
主要基于图14的(a)~(c)对本发明的又一个实施方式进行说明如下。
在本实施方式中,对与实施方式1~3的不同点进行说明,对与实施方式1~3中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~3同样的变形,这是不言而喻的。
本实施方式的有机EL显示装置1在蓝色荧光发光材料使用TADF材料这一点上与实施方式1的有机EL显示装置1不同。
图14的(a)是对福斯特跃迁进行说明的图,图14的(b)是对德克斯特跃迁(德克斯特型的能量转移)进行说明的图,图14的(c)是对TADF材料进行说明的图。
如图14的(a)所示,在利用福斯特机制(偶极子-偶极子相互作用)的福斯特跃迁中,HOMO(最高占据轨道)能级的受主电子与被激发为LUMO(最低空轨道)能级的施主电子的偶极子振动共振而变化为LUMO能级的波动运动,由此从基态(单重态基态)被激发为激发单重态。这样,利用被激发单重态的施主吸收的光的能量,向受主转移能量,在受主为荧光分子的情况下,从受主辐射荧光。在图14的(a)中,1D*表示施主的激发单重态,1A表示受主的基态(单重态基态)。
在福斯特跃迁中,在相邻的2个色素分子间,通过电子的共振,激发能量直接转移,因此,能量转移不需要色素分子间的直接接触。福斯特跃迁只要施主与受主之间的距离为有效半径(福斯特半径)内即可发生。
如图14的(b)所示,在利用德克斯特机制(电子交换相互作用)的德克斯特跃迁中,通过由色素分子的碰撞引起的色素分子间的轨道的重叠,将位于激发三重态的施主电子与三重态基态的受主电子相互交换,由此发生能量转移。在图14的(b)中,3D*表示施主的激发三重态,3A表示受主的基态(三重态基态)。
在德克斯特跃迁中,需要色素分子间的碰撞,因此,需要色素分子彼此接触。
通常,在有机EL元件中,通过向发光层注入电子和空穴使它们复合而生成激子,利用该激子失活时的光的放出,该激子作为激发单重态生成的概率为25%,作为激发三重态生成的概率为75%。
可是,如图14的(a)所示,从激发单重态(S1能级)向基态(S0能级)的跃迁是自旋多重度相同的状态间的容许跃迁,而如图14的(b)所示,从激发三重态(T1能级)向基态(S0能级)的跃迁是自旋多重度不同的状态间的禁阻跃迁。因此,在T1能级生成的三重态激子不发光而变化为热能等,以热的形式失活,对发光没有贡献。因此,通常的荧光发光材料存在当在T1能级生成激子时发光效率降低的问题。
从某材料(相邻的2个色素分子中的一个色素分子)的激发三重态向另一材料(相邻的2个色素分子中的另一个色素分子)的激发三重态的福斯特跃迁是禁阻的,仅能够发生德克斯特跃迁。因此,在T1能级生成激子的情况下,能量仅向直接接触的分子转移。
因此,在子像素3G1中,在蓝色荧光发光层34B中生成激子的情况下,能量不从T1能级的蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光材料转移,能量仅从S1能级的蓝色荧光发光材料向S1能级的绿色荧光发光材料转移,因此,在子像素3G1中,不能说没有发生混色和发光效率降低的可能性。
因此,优选蓝色荧光发光层34B中使用的蓝色荧光发光材料是TADF材料。
如实施方式1中说明的那样,TADF材料的ΔEST极小,如图14的(c)所示,发生从T1能级向S1能级的反向系间窜越。因此,如果蓝色荧光发光材料使用TADF材料,则通过反向系间窜越,T1能级的激子上转换到S1能级。
因此,如果蓝色荧光发光材料使用TADF材料,则即使子像素3G1中在蓝色荧光发光层34B生成激子,通过由从T1能级向S1能级的反向系间窜越引起的S1能级间的福斯特跃迁,发生从蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光材料的能量转移。因此,通过使用TADF材料作为蓝色荧光发光材料,能够抑制子像素3G1中的蓝色混色,能够改善子像素3G1的色度。
通过使用TADF材料作为蓝色荧光发光材料,在子像素3B中,T1能级的激子上转换到S1能级,子像素3B的发光效率改善,因此,有机EL显示装置1的发光效率改善。出于相同的理由,也可以使用TADF材料作为绿色荧光发光材料。在该情况下,在子像素3G1、3G2中,T1能级的激子上转换到S1能级,子像素3G1、3G2的发光效率改善,由此,有机EL显示装置1的发光效率改善。当然,为了改善子像素3R的发光效率,也可以如前所述使用TADF材料作为红色发光材料。
作为蓝色发光的TADF材料,可以列举例前述的2CzPN、DMAC-DPS等。作为绿色发光的TADF材料,可以列举例前述的4CzIPN、4CzPN、PXZ-DPS等。
在本实施方式中,作为一个例子,在实施例1中,代替ADN(主体材料、90%)/TBPe(蓝色荧光发光材料、10%),由mCP(主体材料、90%)/DMAC-DPS(蓝色荧光发光材料、10%)形成蓝色荧光发光层34B,除此以外,以与实施例1相同的条件制造有机EL显示装置1。
[实施方式5]
下面主要参照图1、图2、图4、图10对本发明的又一个实施方式进行说明。在本实施方式中,对与实施方式1~4的不同点进行说明,对与实施方式1~4中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~4同样的变形,这是不言而喻的。
本实施方式的有机EL显示装置1具有与图1、图2、图4所示的层叠构造相同的层叠构造。在具有这样的层叠构造的有机EL显示装置1中,如图1所示,在子像素3G2中,需要在比分隔层35靠阴极侧(即第二电极23)的绿色荧光发光层34G中使空穴和电子复合而生成激子,使其进行绿色发光。在子像素3R中,需要在比分隔层35靠阳极侧(即第一电极21)的红色发光层34R中使空穴和电子复合而生成激子,使其进行红色发光。
因此,如在实施方式1中说明的那样,优选分隔层35表现出空穴传输性和电子传输性都高的双极传输性。
因此,在本实施方式中,通过由多种材料形成分隔层35,对载流子传输性进行调整。
特别是,在如图1、图2和图4所示,在子像素3R中在红色发光层34R上设置有分隔层35的情况下,有可能由于空穴从红色发光层34R向分隔层35流动过多而导致发光效率降低。因此,优选使分隔层35中含有的电子传输性材料的混合比率高于空穴传输性材料的混合比率。
这样,与由具有双极传输性的1种材料构成分隔层35相比,由载流子传输性不同的多种材料形成分隔层35的方式容易控制载流子传输性,能够更容易地改善各色的发光效率。
在本实施方式中,基于图10所示的流程图,如图4所示,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、蓝色荧光发光层34B、红色发光层34R、分隔层35、绿色荧光发光层34G、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。在下面的实施例中也是,为了使子像素3G1的发光色与子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例3)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:135nm/子像素3G1:160nm/子像素3G2:145nm/子像素3R:40nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
蓝色荧光发光层34B:mCP(主体材料、90%)/DMAC-DPS(蓝色荧光发光材料、10%)(10nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
分隔层35:BCP(70%)/TPD(30%)(10nm)
绿色荧光发光层34G:TPD(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:BCP(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
如以上所述,在本实施方式中,使分隔层35为作为电子传输性材料的BCP和作为空穴传输性材料的TPD的混合层,使BCP比TPD混合得多。
[实施方式6]
主要基于图3、图10、图12和图15~图17对本发明的又一个实施方式进行说明如下。在本实施方式中,对与实施方式1~5的不同点进行说明,对与实施方式1~5中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~5同样的变形,这是不言而喻的。
<有机EL显示装置1的概略结构>
图15是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33的发光原理的图。图16是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33的层叠构造的图。图17是表示本实施方式的有机EL显示装置1的概略结构的一个例子的截面图。图17表示与图3或图12所示的L1-L2线截面对应的、1个像素区域的概略结构的一个例子。
本实施方式的有机EL显示装置1,除了分隔层35是由多层构成的层叠体这一点以外,具有与实施方式1~5的有机EL显示装置1相同的结构。
如图15~图17所示,本实施方式的分隔层35具有第一分隔层35a和第二分隔层35b的2层构造。如图15和图16所示,第一分隔层35a和第二分隔层35b具有彼此不同的载流子传输性。通过这样第一分隔层35a和第二分隔层35b具有彼此不同的载流子传输性,能够更高效率地得到各子像素3中显示的发光色。
通过例如在位于作为阳极的第一电极21侧的第一分隔层35a中,使电子传输性材料的混合比率高于空穴传输性材料的混合比率,能够抑制来自与第一分隔层35a相邻的红色发光层34R的空穴泄漏。另一方面,在位于作为阴极的第二电极23侧的第二分隔层35b中,通过使空穴传输性材料的混合比率高于电子传输性材料的混合比率,能够抑制来自与第二分隔层35b相邻的绿色荧光发光层34G的电子泄漏。由此,在子像素3R中,能够抑制由来自红色发光层34R的空穴泄漏引起的红色发光材料的发光效率的降低,并且在子像素3G2中,能够抑制由来自绿色荧光发光层34G的电子泄漏引起的绿色荧光发光材料的发光效率的降低。
如前所述,如果子像素3G2的相对面间距离DGR大于福斯特半径,则不发生从子像素3G2的绿色荧光发光层34G向红色发光层34R的能量转移(福斯特跃迁以及德克斯特跃迁)。
因此,在如上所述分隔层35是由多层构成的层叠体的情况下,如果该层叠体的层厚(即,构成分隔层35的各层的合计层厚)大于福斯特半径,则构成分隔层35的各层的层厚可以为福斯特半径以下。
即使例如上述第一分隔层35a的层厚和第二分隔层35b的层厚都为福斯特半径以下,如果由第一分隔层35a和第二分隔层35b构成的分隔层35的层厚(即,第一分隔层35a和第二分隔层35b的合计层厚)大于福斯特半径,则如图15所示能够阻碍子像素3G2的绿色荧光发光层34G与红色发光层34R之间的能量转移,从而得到抑制子像素3G2的混色的效果。
<有机EL显示装置1的制造方法>
在本实施方式中,如上所述分隔层35由第一分隔层35a和第二分隔层35b构成,由此,图10所示的分隔层形成工序(S6)包括第一分隔层形成工序和第二分隔层形成工序。
第一分隔层35a和第二分隔层35b都在俯视时具有与红色发光层34R相同的图案。
因此,在第一分隔层形成工序和第二分隔层形成工序中,能够分别使用红色发光层形成用的蒸镀掩模70R,在将子像素3R和子像素3G2连结的方向上线性蒸镀第一分隔层35a的材料、第二分隔层35b的材料。由此,能够在上述红色发光层34R上重叠具有在俯视时与上述红色发光层34R相同的图案的第一分隔层35a和第二分隔层35b。
在本实施方式中,列举红色发光层34R、第一分隔层35a和第二分隔层35b在俯视时具有相同的图案,使用同一蒸镀掩模70R连续形成这些红色发光层34R、第一分隔层35a和第二分隔层35b的情况为例进行了说明。但是,本实施方式并不限定于此,也可以使用具有相同开口图案的分别专用的蒸镀掩模,将这些红色发光层34R、第一分隔层35a和第二分隔层35b形成图案。
在本实施方式中,基于图10所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、蓝色荧光发光层34B、红色发光层34R、第一分隔层35a、第二分隔层35b、绿色荧光发光层34G、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。在下面的实施例中也是,为了使子像素3G1的发光色与子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例4)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:135nm/子像素3G1:160nm/子像素3G2:145nm/子像素3R:40nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
蓝色荧光发光层34B:mCP(主体材料、90%)/DMAC-DPS(蓝色荧光发光材料、10%)(10nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
第一分隔层35a:BCP(80%)/TPD(20%)(10nm)
第二分隔层35b:BCP(30%)/TPD(70%)(10nm)
绿色荧光发光层34G:TPD(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:BCP(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
如以上所述,在本实施方式中,使分隔层35为第一分隔层35a和第二分隔层35b的2层构造,该分隔层35的层厚为15nm以上。在本实施方式中,由这些第一分隔层35a和第二分隔层35b构成的分隔层35的层厚优选为50nm以下,更优选为30nm以下。因此,优选以满足上述的范围的方式设定第一分隔层35a的层厚和第二分隔层35b的层厚。
[实施方式7]
主要基于图10和图18~图20对本发明的又一个实施方式进行说明如下。在本实施方式中,对与实施方式1~6的不同点进行说明,对与实施方式1~6中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~6同样的变形,这是不言而喻的。
<有机EL显示装置1的概略结构>
图18是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33的发光原理的图。图19是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33的层叠构造的图。图20是表示本实施方式的有机EL显示装置1的概略结构的一个例子的截面图。图20表示与图3或图12所示的L1-L2线截面对应的、1个像素区域的概略结构的一个例子。
本实施方式的有机EL显示装置1,如图18~图20所示,除了第一分隔层35a的成膜区域和第二分隔层35b的成膜区域有偏移(换言之,第一分隔层35a和第二分隔层35b的成膜范围不同)这一点以外,与实施方式7的有机EL显示装置1具有相同的结构。
在本实施方式中,第一分隔层35a在子像素3G2和子像素3R共用地设置,而第二分隔层35b在子像素3G1和子像素3G2共用地设置。即,在本实施方式中,第一分隔层35a和第二分隔层35b以仅在子像素3G2重叠的方式形成。
如前所述,如果子像素3G2的相对面间距离DGR大于福斯特半径,则不发生从子像素3G2的绿色荧光发光层34G向红色发光层34R的能量转移(福斯特跃迁以及德克斯特跃迁)。
因此,如果子像素3G2的绿色荧光发光层34G与红色发光层34R之间的第一分隔层35a和第二分隔层35b的合计层厚大于福斯特半径,则能够阻碍从子像素3G2的绿色荧光发光层34G向红色发光层34R的上述能量转移。因此,如果以第一分隔层35a和第二分隔层35b位于子像素3G2的绿色荧光发光层34G与红色发光层34R之间的方式设置第一分隔层35a和第二分隔层35b,则第一分隔层35a和第二分隔层35b也可以如上所述错开位置地成膜。
在如上所述第二分隔层35b作为共用层设置在子像素3G1和子像素3G2的情况下,如图10所示,当在蓝色荧光发光层形成工序(S4)与绿色荧光发光层形成工序(S7)之间进行分隔层形成工序(S6)时,如图18~图20所示,在子像素3G1的蓝色荧光发光层34B与绿色荧光发光层34G之间配置第二分隔层35b。
在这样在子像素3G1的蓝色荧光发光层34B与绿色荧光发光层34G之间,作为中间层,配置构成分隔层35的功能层中的一部分功能层的情况下,当该中间层的层厚大于福斯特半径时,不能利用蓝色荧光发光层34B与绿色荧光发光层34G之间的福斯特跃迁。
在子像素3G1中,为了利用蓝色荧光发光层34B与绿色荧光发光层34G之间的福斯特跃迁,子像素3G1的相对面间距离DBG需要为福斯特半径以下。
因此,如上所述在子像素3G1的蓝色荧光发光层34B与绿色荧光发光层34G之间配置第二分隔层35b的情况下,第二分隔层35b的层厚需要为福斯特半径以下。因此,在该情况下,上述第二分隔层35b的层厚优选为10nm以下,更优选为5nm以下。
另一方面,如果第一分隔层35a与上述第二分隔层35b的合计层厚设定成大于福斯特半径,则该第一分隔层35a也可以具有福斯特半径以下的层厚,也可以是该第一分隔层35a单独具有大于福斯特半径的层厚。
但是,在改变这些构成发光层单元33的各功能层的层叠顺序,连续进行蓝色荧光发光层形成工序(S4)和绿色荧光发光层形成工序(S7)的情况下,无论在将这些蓝色荧光发光层形成工序(S4)和绿色荧光发光层形成工序(S7)中的哪一者先进行的情况下,蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G都直接接触。因此,在这样将构成发光层单元33的各功能层的层叠顺序以蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G相邻的方式进行变更的情况下,如果第一分隔层35a与上述第二分隔层35b的合计层厚设定成大于福斯特半径,则这些第一分隔层35a的层厚和上述第二分隔层35b的层厚可以分别具有福斯特半径以下的层厚,也可以单独具有大于福斯特半径的层厚。
通过这样以第一分隔层35a和第二分隔层35b仅在子像素3G2重叠的方式使第一分隔层35a的成膜范围与第二分隔层35b的成膜区域为不同的成膜范围,能够更容易地进行子像素3G2和子像素3R中的载流子平衡的控制。
例如,在如图18所示的那样在子像素3G2和子像素3R共用地设置第一分隔层35a,并且在子像素3G1和子像素3G2共用地设置第二分隔层35b的情况下,如图18和图19所示,如果由双极传输性材料构成第一分隔层35a,由空穴传输性材料构成第二分隔层35b,则在子像素3G1、3G2中,空穴和电子容易在绿色荧光发光层34G中复合,在子像素3R上,空穴和电子容易在红色发光层34R中复合。
因此,通过形成为上述的结构,能够更容易地进行各色的发光效率的改善和混色的抑制。
<有机EL显示装置1的制造方法>
与实施方式7同样,在本实施方式中也是,如上所述分隔层35由第一分隔层35a和第二分隔层35b构成,由此,图10所示的分隔层形成工序(S6)包括第一分隔层形成工序和第二分隔层形成工序。
在本实施方式中,如上所述通过在子像素3G2和子像素3R共用地设置第一分隔层35a,红色发光层34R和与该红色发光层34R相邻的第一分隔层35a俯视时具有相同的图案。
在本实施方式中,通过在子像素3G1和子像素3G2共用地设置第二分隔层35b,绿色荧光发光层34G和与该绿色荧光发光层34G相邻的第二分隔层35b在俯视时具有相同的图案。
因此,在第一分隔层形成工序中,可以使用红色发光层形成用的蒸镀掩模70R,在将子像素3R和子像素3G2连结的方向上线性蒸镀第一分隔层35a的材料。由此,能够在上述红色发光层34R上层叠在俯视时具有与上述红色发光层34R相同的图案的第一分隔层35a。
在第二分隔层形成工序中,可以使用绿色荧光发光层形成用的蒸镀掩模70G,在将子像素3G1和子像素3G2连结的方向上线性蒸镀第二分隔层35b的材料。由此,能够在子像素3G1和子像素3G2中形成第二分隔层35b和层叠在该第二分隔层35b上的、在俯视时具有与该第二分隔层35b相同的图案的绿色荧光发光层34G。
在本实施方式中,列举使用同一蒸镀掩模70R连续形成红色发光层34R和第一分隔层35a,使用同一蒸镀掩模70G连续形成第二分隔层35b和绿色荧光发光层34G的情况为例进行了说明。但是,本实施方式并不限定于此,也可以使用具有相同开口图案的、分别专用的蒸镀掩模将这些红色发光层34R和第一分隔层35a形成图案,并使用具有相同开口图案的、分别专用的蒸镀掩模将第二分隔层35b和绿色荧光发光层34G形成图案。
在本实施方式中,基于图10所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、蓝色荧光发光层34B、红色发光层34R、第一分隔层35a、第二分隔层35b、绿色荧光发光层34G、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。在下面的实施例中也是,为了使子像素3G1的发光色和子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例5)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:135nm/子像素3G1:150nm/子像素3G2:145nm/子像素3R:50nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
蓝色荧光发光层34B:mCP(主体材料、90%)/DMAC-DPS(蓝色荧光发光材料、10%)(10nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
第一分隔层35a:CBP(10nm)
第二分隔层35b:TPD(10nm)
绿色荧光发光层34G:TPD(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:BCP(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
如上所述,在本实施方式中,第一分隔层35a的材料使用作为双极传输性材料的CBP,第二分隔层35b的材料使用作为空穴传输性材料的TPD。通过这样由双极传输性材料形成第一分隔层35a,在子像素3G1中,空穴和电子在绿色荧光发光层34G中容易复合,在子像素3R中,空穴和电子在红色发光层34R中容易复合。在子像素3G2中,空穴和电子在绿色荧光发光层34G中容易复合,而第二分隔层35b阻挡电子,因此,在红色发光层34R中,空穴和电子的复合难以发生,仅发生绿色发光。
[实施方式8]
主要基于图3、图10、图12、图21~图24的(a)、(b)对本发明的又一个实施方式进行说明如下。在本实施方式中,对与实施方式1~7的不同点进行说明,对与实施方式1~7中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~7同样的变形,这是不言而喻的。
<有机EL显示装置1的概略结构>
图21是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33中的层叠构造的图。图22是表示本实施方式的有机EL显示装置1的概略结构的一个例子的截面图。图22表示与图3或图12所示的L1-L2线截面对应的、1个像素区域的概略结构的一个例子。
在子像素3G1中,能量从蓝色荧光发光层34B中的蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光层34G中的绿色荧光发光材料转移时,如果蓝色荧光发光材料的分子与绿色荧光发光材料的分子直接接触,则有可能发生T1能级间的德克斯特跃迁,不发光而以热的形式失活。
因此,优选在子像素3G1的蓝色荧光发光层34B与绿色荧光发光层34G之间,设置有具有福斯特半径以下的层厚的薄的阻挡层38,该阻挡层38不含发光材料,阻碍从蓝色荧光发光层34B中的蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光层34G中的绿色荧光发光材料的德克斯特跃迁。
阻挡层38的层厚为福斯特半径以下,因此,子像素3G1中的从上述蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光材料的福斯特跃迁不被阻碍,而德克斯特跃迁被阻碍。因此,通过在子像素3G1的蓝色荧光发光层34B与绿色荧光发光层34G之间设置由任意材料构成的薄的阻挡层38,能够改善子像素3G1中的绿色荧光发光材料的发光效率。
阻挡层38的层厚与相对面间距离DBG相等,因此,需要设定为福斯特半径以下。阻挡层38的层厚,为了可靠地使福斯特跃迁进行,优选尽可能形成得薄,优选为10nm以下,更优选5nm以下。
图21和图22列举在子像素3G1和子像素3G2中作为共用层设置有阻挡层38的情况为例进行了图示。
在这样在子像素3G1和子像素3G2中共用地设置阻挡层38的情况下,阻挡层38优选例如阻挡层38整体表现出双极传输性或空穴传输性。因此,阻挡层38的材料使用如双极传输性材料那样单独表现出双极传输性的材料、通过将两种以上的材料组合而表现出双极传输性的材料、或表现出空穴传输性材料的材料。在图21中,列举如箭头所示,阻挡层38为双极传输性材料的情况为例进行了图示,但是更优选使用空穴传输性材料。由此,在子像素3G1、3G2中,在绿色荧光发光层34G中空穴和电子更容易复合。
<有机EL显示装置1的制造方法>
图23是表示本实施方式的有机EL显示装置1的主要部分的制造工序的流程的流程图。
本实施方式的有机EL显示装置1的制造方法,如图23所示,除了在图10所示的有机EL元件制作工序中,在分隔层形成工序(S6)与绿色荧光发光层形成工序(S7)之间包含阻挡层形成工序(S21)这一点以外,与实施方式1~7的有机EL显示装置1的制造方法相同。
在如上所述在子像素3G1和子像素3G2中作为共用层设置有阻挡层38的情况下,当如图23所示在红色发光层形成工序(S5)与绿色荧光发光层形成工序(S7)之间进行分隔层形成工序(S6)和阻挡层形成工序(S21)时,如图21和图22所示,在子像素3G2的红色发光层34R与绿色荧光发光层34G之间配置分隔层35和阻挡层38。
因此,图21和图22所示的有机EL显示装置1,在子像素3G2中,在红色发光层34R与绿色荧光发光层34G之间,作为中间层(第一中间层)具有分隔层35和阻挡层38,而在子像素3B中,在蓝色荧光发光层34B与绿色荧光发光层34G之间,作为中间层(第二中间层)具有阻挡层38。
因此,在图21和图22所示的有机EL显示装置1中,分隔层35与上述阻挡层38的合计层厚成为子像素3G2的相对面间距离DGR
如前所述,如果子像素3G2的相对面间距离DGR大于福斯特半径,则不发生从子像素3G2的绿色荧光发光层34G向红色发光层34R的能量转移(福斯特跃迁以及德克斯特跃迁)。
因此,如果上述分隔层35与上述阻挡层38的合计层厚设定成大于福斯特半径,则该分隔层35可以具有福斯特半径以下的层厚,也可以该分隔层35单独具有大于福斯特半径的层厚。
在实施方式7中所示的图18~图20中记载的有机EL显示装置1中,在子像素3G2和子像素3R共用地设置第一分隔层35a,在子像素3G1和子像素3G2共用地设置具有福斯特半径以下的层厚的第二分隔层35b。而在上述的图21和图22所示的有机EL显示装置1中,在子像素3G2和子像素3R共用地设置分隔层35,在子像素3G1和子像素3G2共用地设置具有福斯特半径以下的层厚的阻挡层38。
因此,图18~图20中记载的有机EL显示装置1和图21及图22所示的有机EL显示装置1具有实质相同的结构。但是,在本实施方式中,如后所述,将阻挡层38和分隔层35的层厚及其材料从实施方式7中制造的有机EL显示装置1的第一分隔层35a和第二分隔层35b的层厚及其材料改变,并且通过该改变,子像素3G1、3G2、3R中的透光性电极21b的层厚与实施方式7中的该层厚不同。
上述第二分隔层35b与阻挡层38的本质区别在于以下方面。第二分隔层35b是分隔层35的一部分,是用于阻碍从子像素3G2的绿色荧光发光材料向红色发光材料的福斯特型的能量转移的部件(结果上也阻碍从子像素3G2的绿色荧光发光材料向红色发光材料的德克斯特型的能量转移),必须配置在子像素3G2的绿色荧光发光层34G与红色发光层34R之间,不是必须配置在子像素3G2以外的子像素3。但是,通过如前所述,在像素2内,在子像素3G2和与该子像素3G2相邻的其他子像素3共用地设置分隔层35或第一分隔层35和第二分隔层35b各自,能够在将子像素3G2和与该子像素3G2相邻的其他子像素3连结的方向上线性蒸镀这些分隔层35或第一分隔层35和第二分隔层35b各自。
而阻挡层38是用于阻碍从子像素3G1的蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光材料的德克斯特跃迁的部件,必须配置在子像素3G1的绿色荧光发光层34G与蓝色荧光发光层34B之间,不是必须配置在子像素3G1以外的子像素3。但是,通过如上所述在例如子像素3G1和子像素3G2共用地设置阻挡层38,能够在将子像素3G1和子像素3G2连结的方向上线性蒸镀阻挡层38的材料。
另一方面,如果上述第一分隔层35a与上述第二分隔层35b的合计层厚设定成大于福斯特半径,则该第一分隔层35a可以具有福斯特半径以下的层厚,也可以该第一分隔层35a单独具有大于福斯特半径的层厚。
在本实施方式中,基于图23所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、蓝色荧光发光层34B、红色发光层34R、分隔层35、阻挡层38、绿色荧光发光层34G、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。在下面的实施例中,为了使子像素3G1的发光色与子像素3G2的发光色一致,也通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例6)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:135nm/子像素3G1:155nm/子像素3G2:140nm/子像素3R:45nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
蓝色荧光发光层34B:mCP(主体材料、90%)/DMAC-DPS(蓝色荧光发光材料、10%)(10nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
分隔层35:CBP(15nm)
阻挡层38:mCP(5nm)
绿色荧光发光层34G:TPD(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:BCP(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
<变形例>
在图21和图22中,列举在子像素3G1、3G2共用地设置阻挡层38的情况为例进行了说明。但是,本实施方式并不限定于此。
图24的(a)、(b)分别是示意性地表示本实施方式的发光层单元33的层叠构造的另一个例子的图。
如上所述,阻挡层38只要配置在子像素3G1的绿色荧光发光层34G与蓝色荧光发光层34B之间即可。
阻挡层38可以如图24的(a)所示作为共用层设置在子像素3B、3G1,也可以如图24的(b)所示,作为共用层设置在所有子像素3。
在这样在子像素3B、3G1或所有子像素3共用地形成阻挡层38的情况下,阻挡层38的材料如图24的(a)、(b)所示使用双极传输性材料。
如图24的(a)所示,通过将阻挡层38作为共用层设置在子像素3B、3G1,能够阻碍从子像素3G1的蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光材料的德克斯特跃迁,并且能够在将子像素3B和子像素3G1连结的方向上线性蒸镀阻挡层38的材料。
如图24的(b)所示,在将阻挡层38作为共用层设置在所有子像素3的情况下,能够阻碍从子像素3G1的蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光材料的德克斯特跃迁,并且可以使用显示区域整体开口的开放式掩模蒸镀阻挡层38。
[实施方式9]
下面主要参照图3、图12、图25~图27对本发明的又一个实施方式进行说明。在本实施方式中,对与实施方式1~8的不同点进行说明,对与实施方式1~8中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~8同样的变形,这是不言而喻的。
<有机EL显示装置1的概略结构>
图25是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33的层叠构造的图。图26是表示本实施方式的有机EL显示装置1的概略结构的一个例子的截面图。图26表示与图3或图12所示的L1-L2线截面对应的、1个像素区域的概略结构的一个例子。
在蓝色荧光发光层34B含有主体材料的情况下,作为蓝色荧光发光层34B中使用的主体材料,为了抑制由于从蓝色荧光发光材料向主体材料发生能量转移而引起的发光效率降低,优选使用S1能级、T1能级高的材料。
现在使用的有机EL元件用的主体材料中,电子传输性的主体材料多。因此,通过选择电子传输性的主体材料作为这样的主体材料,选择范围变宽,选择满足上述条件的主体材料变得容易。
但是,在蓝色荧光发光层34B中使用电子传输性的主体材料作为该蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料的情况等,蓝色荧光发光层34B中含有的混合比最多的材料为电子传输性材料的情况下,在像实施方式1~8的有机EL显示装置1那样,第一电极21为阳极,第二电极23为阴极时,当在第一电极21与第二电极23之间,作为发光层单元33,从第一电极21侧起依次层叠有蓝色荧光发光层34B和红色发光层34R、中间层、绿色荧光发光层34G时,在子像素3G1中,空穴和电子在绿色荧光发光层34G中有可能不能顺利复合。
这是因为,这些构成发光层单元33的功能层中绿色荧光发光层34G位于最靠阴极侧的位置,而且绿色荧光发光层34G中,作为该绿色荧光发光层34G中含有比率最多的材料使用空穴传输性材料,因此,阴极侧的绿色荧光发光层34G难以流动电子,在如上所述阳极侧的蓝色荧光发光层34B中,作为该蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料使用电子传输性材料的情况下,蓝色荧光发光层34B难以流动空穴。
因此,本实施方式的有机EL显示装置1,如图25和图26所示,发光层单元33具有从第一电极21侧起按照红色发光层34R、分隔层35(中间层)、绿色荧光发光层34G、蓝色荧光发光层34B的顺序层叠的结构。即,本实施方式的有机EL显示装置1,除了在子像素3G1中,蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G的层叠顺序调换,蓝色荧光发光层34B位于比绿色荧光发光层34G靠作为阴极的第二电极23侧的位置这一点以外,与实施方式1~8的有机EL显示装置1具有同样的结构。
在图25和图26中,为了便于说明和图示,列举中间层为分隔层35(即,作为中间层仅设置有分隔层35)的情况为例进行图示。但是,本实施方式并不限定于此,中间层也可以如前所述包含分隔层35和阻挡层38。如前所述,分隔层35可以是包含第一分隔层35a和第二分隔层35b的层叠体。
<有机EL显示装置1的制造方法>
图27是表示本实施方式的有机EL显示装置1的主要部分的制造工序的流程的流程图。
本实施方式的有机EL显示装置1的制造方法,作为一个例子,有机EL元件制作工序,如图27所示,按照阳极形成工序(S1)、空穴注入层形成工序(S2)、空穴传输层形成工序(S3)、红色发光层形成工序(S5)、分隔层形成工序(S6)、绿色荧光发光层形成工序(S7)、蓝色荧光发光层形成工序(S4)、电子传输层形成工序(S8)、电子注入层形成工序(S9)、阴极形成工序(S10)、保护层形成工序(S11)的顺序进行,除此以外,与实施方式1~8的有机EL显示装置1的制造方法相同。由此,能够制造具有图25和图26所示的层叠构造的有机EL显示装置1。
在本实施方式中,基于图27所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、红色发光层34R、分隔层35、绿色荧光发光层34G、蓝色荧光发光层34B、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。在下面的实施例中也是,为了使子像素3G1的发光色与子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例7)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:135nm/子像素3G1:165nm/子像素3G2:145nm/子像素3R:40nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
分隔层35:CBP(20nm)
绿色荧光发光层34G:TPD(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
蓝色荧光发光层34B:mCP(主体材料、90%)/DMAC-DPS(蓝色荧光发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:DPEPO(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
在实施例7中,如上所述,作为一个例子,蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料使用空穴传输性材料的mCP作为主体材料。
<效果>
在实施例7中,列举了蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料使用空穴传输性材料的情况为例,但是依照本实施方式,即使如上所述蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料为电子传输性材料,在子像素3G1中,含有空穴传输性材料作为含有比率最多的材料的绿色荧光发光层34G位于作为阳极的第一电极21侧,由此,绿色荧光发光层34G中空穴和电子也变得容易复合,能够提高发光效率。
在本实施方式中,蓝色荧光发光层34B中含有的含有比率最多的材料的载流子迁移率没有特别限制,该材料即使如实施方式1~8那样为空穴传输性材料或双极传输性材料,也能够得到上述效果。
在本实施方式中,与实施方式1~8同样地,如上所述,绿色荧光发光层34G中含有比率最多的材料使用空穴传输性材料,红色发光层34R中含有比率最多的材料使用双极传输材料或空穴传输性材料(优选双极传输材料),中间层使用使得中间层整体具有双极传输性的材料。
依照本实施方式,通过采用上述的层叠构造,能够得到与实施方式1~8同样的效果。依照本实施方式,通过采用上述的层叠构造,当然能够与实施方式1~8同样地抑制各子像素3中的混色,即使万一蓝色荧光发光层34B侵入了子像素3G2,能量也从蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光材料转移,因此,在子像素3G2中也不会发生蓝色混色。
在本实施方式中,通过在蓝色荧光发光层形成工序(S4)之前进行红色发光层形成工序(S5),即使红色发光材料侵入了子像素3B,侵入子像素3B的红色发光层34R也位于比蓝色荧光发光层34B靠阳极侧的位置。因此,在蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料为空穴传输性材料的情况下,电子不会到达红色发光层34R,因此,在子像素3B中不会发生红色混色。
[实施方式10]
下面主要参照图3、图12、图28~图30对本发明的又一个实施方式进行说明。在本实施方式中,对与实施方式1~9的不同点进行说明,对与实施方式1~9中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~9同样的变形,这是不言而喻的。
<有机EL显示装置1的概略结构>
图28是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33的层叠构造的图。图29是表示本实施方式的有机EL显示装置1的概略结构的一个例子的截面图。图29表示与图3或图12所示的L1-L2线截面对应的、1个像素区域的概略结构的一个例子。
如上所述,现在开发的有机EL元件用的主体材料中,电子传输性的主体材料多。
而且,在各发光层34中含有比率最多的材料分别使用空穴传输性的主体材料等、各发光层34中含有比率最多的材料都为空穴传输性材料的情况下,大多高电压化。
根据近来的有机EL显示装置业界的开发状况,与空穴传输性的主体材料相比,电子传输性的主体材料容易合成,并且种类丰富,开发也非常有进展。因此,作为主体材料选择电子传输性的主体材料比选择空穴传输性的主体材料容易得到特性好的材料。
实际上,与空穴迁移率非常高的空穴传输性材料相比,电子迁移率非常高的电子传输性材料更为人所知。因此,作为各发光层34中含有比率最多的材料,与选择空穴传输性材料相比,选择电子传输性材料容易低电压化。
因此,在本实施方式的有机EL显示装置1中,如图28和图29所示,发光层单元33具有从第一电极21起依次层叠有绿色荧光发光层34G、分隔层35(中间层)和蓝色荧光发光层34B、红色发光层34R的结构,并且,使用电子传输性材料作为绿色荧光发光层34G中含有比率最多的材料。由此,能够使有机EL显示装置1低电压化。
在本实施方式中,如上所述,绿色荧光发光层34G中含有比率最多的材料使用电子传输性材料,蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料使用双极传输性材料或电子传输性材料(优选电子传输性材料),红色发光层34R中含有比率最多的材料使用双极传输材料或电子传输性材料,中间层使用使得中间层整体具有双极传输性的材料。由此,能够使各有机EL元件20低电压化,能够使有机EL显示装置1更低电压化。
依照本实施方式,通过采用上述的层叠构造,能够得到与实施方式1~9同样的效果。依照本实施方式,通过采用上述的层叠构造,当然能够与实施方式1~9同样地,抑制各子像素3中的混色,通过如上所述使用电子传输性材料作为绿色荧光发光层34G中含有比率最多的材料,即使万一蓝色荧光发光层34B侵入了子像素3G2,绿色荧光发光层34G也几乎不流动空穴,因此,也有在子像素3G2中不会发生蓝色混色的优点。
<有机EL显示装置1的制造方法>
图30是表示本实施方式的有机EL显示装置1的主要部分的制造工序的流程的流程图。
本实施方式的有机EL显示装置1的制造方法,作为一个例子,有机EL元件制作工序,如图30所示,按照阳极形成工序(S1)、空穴注入层形成工序(S2)、空穴传输层形成工序(S3)、绿色荧光发光层形成工序(S7)、分隔层形成工序(S6)、红色发光层形成工序(S5)、蓝色荧光发光层形成工序(S4)、电子传输层形成工序(S8)、电子注入层形成工序(S9)、阴极形成工序(S10)、保护层形成工序(S11)的顺序进行,除此以外,与实施方式1~9的有机EL显示装置1的制造方法相同。由此,能够制造具有图28和图29所示的层叠构造的有机EL显示装置1。但是,本实施方式只要能够制造具有图28和图29所示的层叠构造的有机EL显示装置1,就不限定于上述制造工序顺序,也可以如后述的实施方式13所示,在绿色荧光发光层形成工序(S7)后进行蓝色荧光发光层形成工序(S4),然后进行分隔层形成工序(S6)、红色发光层形成工序(S5)。
在本实施方式中,基于图30所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、绿色荧光发光层34G、分隔层35、红色发光层34R、蓝色荧光发光层34B、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。在下面的实施例中也是,为了使子像素3G1的发光色与子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例8)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:135nm/子像素3G1:165nm/子像素3G2:145nm/子像素3R:40nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
绿色荧光发光层34G:BCP(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
分隔层35:CBP(20nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
蓝色荧光发光层34B:DPEPO(主体材料、90%)/DMAC-DPS(蓝色荧光发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:DPEPO(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
在本实施方式中,这样作为一个例子,蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G中含有比率最多的材料使用由电子传输性材料构成的主体材料,红色发光层34R中含有比率最多的材料使用由双极传输性材料构成的主体材料。
[实施方式11]
下面主要参照图3、图12、图31~图33对本发明的又一个实施方式进行说明。在本实施方式中,对与实施方式1~10的不同点进行说明,对与实施方式1~10中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~10同样的变形,这是不言而喻的。
<有机EL显示装置1的概略结构>
图31是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33的层叠构造的图。图32是表示本实施方式的有机EL显示装置1的概略结构的一个例子的截面图。图32表示与图3或图12所示的L1-L2线截面对应的、1个像素区域的概略结构的一个例子。
本实施方式的有机EL显示装置1,如图31和图32所示,发光层单元33具有在第一电极21与第二电极23之间从第一电极21侧起依次层叠有蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G、分隔层35(中间层)、红色发光层34R的结构,并且使用电子传输性材料作为绿色荧光发光层34G中含有比率最多的材料。
更具体而言,本实施方式的有机EL显示装置1,在子像素3G1中,蓝色荧光发光层34B和绿色荧光发光层34G的层叠顺序调换,绿色荧光发光层34G设置在比蓝色荧光发光层34B靠作为阴极侧的第二电极23侧的位置,除此以外,与实施方式10的有机EL显示装置1具有同样的结构。
在本实施方式中,与实施方式10同样地,绿色荧光发光层34G中含有比率最多的材料使用电子传输性材料,红色发光层34R中含有比率最多的材料使用双极传输性材料或电子传输性材料,分隔层35使用使得分隔层35整体具有双极传输性的材料。
蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料的载流子迁移率没有特别限制,优选具有电子传输性(即,蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料为电子传输性材料)。
<有机EL显示装置1的制造方法>
图33是表示本实施方式的有机EL显示装置1的主要部分的制造工序的流程的流程图。
本实施方式的有机EL显示装置1的制造方法,作为一个例子,有机EL元件制作工序,如图33所示,按照阳极形成工序(S1)、空穴注入层形成工序(S2)、空穴传输层形成工序(S3)、蓝色荧光发光层形成工序(S4)、绿色荧光发光层形成工序(S7)、分隔层形成工序(S6)、红色发光层形成工序(S5)、电子传输层形成工序(S8)、电子注入层形成工序(S9)、阴极形成工序(S10)、保护层形成工序(S11)的顺序进行,除此以外,与实施方式1~10的有机EL显示装置1的制造方法相同。由此,能够制造具有图31和图32所示的层叠构造的有机EL显示装置1。
在本实施方式中,基于图33所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G、分隔层35、红色发光层34R、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。在下面的实施例中也是,为了使子像素3G1的发光色与子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例9)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:135nm/子像素3G1:160nm/子像素3G2:145nm/子像素3R:40nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
蓝色荧光发光层34B:DPEPO(主体材料、90%)/DMAC-DPS(蓝色荧光发光材料、10%)(10nm)
绿色荧光发光层34G:BCP(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
分隔层35:CBP(20nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:DPEPO(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
<效果>
依照本实施方式,如图31和图32所示,在子像素3G1中,含有电子传输性材料作为含有比率最多的材料的绿色荧光发光层34G位于作为阴极的第二电极23侧,由此,在绿色荧光发光层34G中,空穴和电子容易复合,能够实现高发光效率。
通过如上所述使用电子传输性材料作为绿色荧光发光层34G中含有比率最多的材料,与实施方式10同样地,能够使有机EL显示装置1低电压化。
而且,现在开发的有机EL元件用的主体材料中,电子传输性的主体材料多,因此,通过如上所述使用电子传输性材料作为各发光层34中含有比率最多的材料,例如主体材料的选择范围变宽,并且能够使各有机EL元件20低电压化,能够使有机EL显示装置1进一步低电压化。
依照本实施方式,与实施方式1~10的任一有机EL显示装置1相比,难以发生由蒸镀物侵入相邻的子像素3导致的混色。
依照本实施方式,通过采用上述的层叠构造,能够得到与实施方式1~10同样的效果。依照本实施方式,通过采用上述的层叠构造,当然能够与实施方式1~10同样地抑制各子像素3中的混色,即使万一蓝色荧光发光层34B侵入了子像素3G2,能量也从蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光材料转移,因此,也有在子像素3G2中不会发生蓝色混色的优点。
在另一个实施方式中,即使如上所述蓝色荧光发光层34B侵入子像素3G2也不发生蓝色混色,但是也存在当蓝色荧光发光层34B侵入相邻的另一个子像素3时,无法避免混色的风险。
但是,依照本实施方式,在蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料为电子传输性材料的情况下,即使红色发光材料侵入到子像素3B的蓝色荧光发光层34B上,空穴也不会到达红色发光层34R,在子像素3B中也不会发生红色混色。因此,混色风险更小。
[实施方式12]
下面主要参照图1、图2、图4、图11、图15~图22、图24的(a)、(b)和图34对本发明的又一个实施方式进行说明。在本实施方式中,对与实施方式1~11的不同点进行说明,对与实施方式1~11中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~11同样的变形,这是不言而喻的。
<有机EL显示装置1的概略结构>
本实施方式的有机EL显示装置1,除了蓝色荧光发光层34B具有至少15nm的层厚以外,与实施方式1~8的有机EL显示装置1具有同样的结构(即,图1、图2、图4、图11、图15~图22、图24的(a)、(b)所示的结构)。
在本实施方式中,发光层单元33中的各功能层的材料可以使用与实施方式1~8的有机EL显示装置1的发光层单元33中的各功能层的材料具有同样的载流子迁移率的材料。
因此,作为蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料,可以使用双极传输性材料、空穴传输性材料,其中,如后述的实施例10所示的mCP那样,优选使用空穴传输性材料。
<有机EL显示装置1的制造方法>
图34是表示本实施方式的有机EL显示装置1的主要部分的制造工序的流程的流程图。
在实施方式1~8中,如图10和图23所示,列举从作为阳极的第一电极21侧起依次层叠发光层单元33中的蓝色荧光发光层34B、红色发光层34R、分隔层35和绿色荧光发光层34G(即,步骤S1之后依次进行步骤S4~S7)的情况为例进行了说明。
但是,发光层单元33中的这些功能层的形成顺序(层叠顺序)并不限定于此。
在本实施方式中,从作为阳极的第一电极21侧起,依次形成红色发光层34R、分隔层35、蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G。
因此,在本实施方式中,如图34所示,依次进行阳极形成工序(S1)、空穴注入层形成工序(S2)、空穴传输层形成工序(S3)、红色发光层形成工序(S5)、分隔层形成工序(S6,中间层形成工序)、蓝色荧光发光层形成工序(S4)、绿色荧光发光层形成工序(S7)、电子传输层形成工序(S8)、电子注入层形成工序(S9)、阴极形成工序(S10)、保护层形成工序(S11)。由此,能够制造具有上述的层叠构造的有机EL显示装置1。
在本实施方式中,基于图34所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、红色发光层34R、分隔层35、蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。在下面的实施例中也是,为了使子像素3G1的发光色与子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例10)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:130nm/子像素3G1:150nm/子像素3G2:145nm/子像素3R:40nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
分隔层35:CBP(20nm)
蓝色荧光发光层34B:mCP(主体材料、90%)/DMAC-DPS(蓝色荧光发光材料、10%)(20nm)
绿色荧光发光层34G:TPD(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:BCP(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
<效果>
依照本实施方式,通过采用上述的层叠构造,能够得到例如与实施方式1~8同样的效果。
依照本实施方式,当然能够抑制各子像素3中的混色,即使万一蓝色荧光发光层34B侵入了子像素3G2,能量也从蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光材料转移,因此,在子像素3G2中也不会发生蓝色混色。
在本实施方式中,通过在蓝色荧光发光层形成工序(S4)之前进行红色发光层形成工序(S5),即使红色发光材料侵入了子像素3B,侵入子像素3B的红色发光层34R也位于比蓝色荧光发光层34B靠阳极侧的位置。因此,在蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料为空穴传输性材料的情况下,电子不会到达红色发光层34R,因此,在子像素3B中不会发生红色混色。
在红色发光层34R侵入了子像素3G1的情况下,与子像素3B同样地,侵入子像素3G1的红色发光层34R位于比蓝色荧光发光层34B靠阳极侧的位置。因此,在子像素3G1中,如果蓝色荧光发光层34B的层厚大,则电子不会流到比绿色荧光发光层34G靠阳极侧的位置,并且蓝色荧光发光层34B的层厚大于福斯特半径,由此,隔着蓝色荧光发光层34B从绿色荧光发光层34G向红色发光层34R的能量转移由于距离的原因而不会发生,因此,不会发生红色混色。
因此,依照本实施方式,通过采用上述的层叠构造,构造上能够避免混色的情况有3种模式,与实施方式11所示的层叠构造相比,更难以发生由蒸镀物侵入相邻的子像素3导致的混色。因此,混色风险更小。
[实施方式13]
下面主要参照图28、图29和图35对本发明的又一个实施方式进行说明。在本实施方式中,对与实施方式1~12的不同点进行说明,对与实施方式1~12中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~12同样的变形,这是不言而喻的。
<有机EL显示装置1的概略结构>
本实施方式的有机EL显示装置1,除了蓝色荧光发光层34B具有至少15nm的层厚以外,与实施方式10的有机EL显示装置1具有同样的结构(即,图28、图29所示的结构)。
在本实施方式中,发光层单元33中的各功能层的材料可以使用与实施方式10的有机EL显示装置1的发光层单元33中的各功能层的材料具有同样的载流子迁移率的材料。
<有机EL显示装置1的制造方法>
图35是表示本实施方式的有机EL显示装置1的主要部分的制造工序的流程的流程图。
在实施方式10中,如图30所示,列举从作为阳极的第一电极21侧起,依次层叠发光层单元33中的绿色荧光发光层34G、分隔层35、红色发光层34R、蓝色荧光发光层34B(即,步骤S1之后,依次进行步骤S4、步骤S7、步骤S6、步骤S5)的情况为例进行了说明。
但是,发光层单元33中的这些功能层的形成顺序(层叠顺序)并不限定于此。
在本实施方式中,从作为阳极的第一电极21侧起,依次形成绿色荧光发光层34G、蓝色荧光发光层34B、分隔层35、红色发光层34R。
因此,在本实施方式中,如图35所示,依次进行阳极形成工序(S1)、空穴注入层形成工序(S2)、空穴传输层形成工序(S3)、绿色荧光发光层形成工序(S7)、蓝色荧光发光层形成工序(S4)、分隔层形成工序(S6,中间层形成工序)、红色发光层形成工序(S5)、电子传输层形成工序(S8)、电子注入层形成工序(S9)、阴极形成工序(S10)、保护层形成工序(S11)。由此,能够制造具有上述的层叠构造的有机EL显示装置1。
在本实施方式中,基于图35所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、绿色荧光发光层34G、蓝色荧光发光层34B、分隔层35、红色发光层34R、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。在下面的实施例中也是,为了使子像素3G1的发光色与子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例11)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:130nm/子像素3G1:155nm/子像素3G2:145nm/子像素3R:40nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
绿色荧光发光层34G:BCP(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
蓝色荧光发光层34B:DPEPO(主体材料、90%)/DMAC-DPS(蓝色荧光发光材料、10%)(20nm)
分隔层35:CBP(20nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:DPEPO(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
<效果>
依照本实施方式,通过采用上述的层叠构造,能够得到例如与实施方式10同样的效果。
依照本实施方式,当然能够抑制各子像素3中的混色,即使万一蓝色荧光发光层34B侵入了子像素3G2,能量也从蓝色荧光发光材料向绿色荧光发光材料转移,因此,在子像素3G2中也不会发生蓝色混色。
在本实施方式中,通过在蓝色荧光发光层形成工序(S4)之后进行红色发光层形成工序(S5),即使红色发光材料侵入了子像素3B,侵入子像素3B的红色发光层34R也位于比蓝色荧光发光层34B靠阴极侧的位置。因此,在蓝色荧光发光层34B中含有比率最多的材料为电子传输性材料的情况下,空穴不会到达红色发光层34R,因此,在子像素3B中不会发生红色混色。
在红色发光层34R侵入了子像素3G1的情况下,与子像素3B同样地,侵入子像素3G1的红色发光层34R位于比蓝色荧光发光层34B靠阴极侧的位置。因此,在子像素3G1中,如果蓝色荧光发光层34B的层厚大,则空穴不会流到比绿色荧光发光层34G靠阴极侧的位置,并且蓝色荧光发光层34B的层厚大于福斯特半径,由此,隔着蓝色荧光发光层34B从绿色荧光发光层34G向红色发光层34R的能量转移由于距离的原因而不会发生,因此,不会发生红色混色。
因此,依照本实施方式,通过采用上述的层叠构造,与实施方式12所示的层叠构造同样地,构造上能够避免混色的情况有3种模式,难以发生由蒸镀物侵入相邻的子像素3导致的混色。因此,混色危险更小。
如实施方式10中所说明的那样,发光层34特别是蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G分别含有电子传输性材料作为它们各层中含有比率最多的材料,由此,使各有机EL元件20容易低电压化,从而能够容易地使有机EL显示装置1低电压化。
[实施方式14]
下面主要参照图3、图9的(b)、图10、图12、图13的(b)、图36、图37对本发明的又一个实施方式进行说明。在本实施方式中,对与实施方式1~13的不同点进行说明,对与实施方式1~13中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~13同样的变形,这是不言而喻的。
<有机EL显示装置1的概略结构>
图36是示意性地表示本实施方式的有机EL显示装置1的发光层单元33的层叠构造的图。图37是表示本实施方式的有机EL显示装置1的概略结构的一个例子的截面图。图37表示与图3或图12所示的L1-L2线截面对应的、1个像素区域的概略结构的一个例子。
如图36和图37所示,本实施方式的有机EL显示装置1,除了分隔层35有选择地形成在子像素3G2中(即,仅在子像素3G2中的红色发光层34R与绿色荧光发光层34G之间设置有分隔层35)这一点以外,例如与实施方式1或实施方式3所示的有机EL显示装置1具有同样的结构。
<有机EL显示装置1的制造方法>
本实施方式的有机EL显示装置1的制造方法,在红色发光层形成工序(S5)中,使用图9的(b)或图13的(b)所示的蒸镀掩模70R线性蒸镀红色发光层34R之后,在分隔层形成工序(S6)中,使用具有仅与子像素3G2对应的开口部的专用蒸镀掩模形成分隔层35,除此以外,与实施方式1或实施方式3所示的有机EL显示装置1的制造方法相同。
但是,在本实施方式中,通过这样仅在子像素3G2中层叠分隔层35,与实施方式1、3相比,子像素3R中的功能层(有机层)的总层厚改变。因此,进行光学优化,与实施方式1、3相比,改变了子像素3R中的透光性电极21b的层厚。
在本实施方式中,基于图10所示的流程图,在TFT基板10上,从TFT基板10侧起依次层叠反射电极21a、透光性电极21b、空穴注入层31、空穴传输层32、蓝色荧光发光层34B、红色发光层34R、分隔层35、绿色荧光发光层34G、电子传输层36、电子注入层37、第二电极23和保护层24。
上述TFT基板10上层叠的各层的材料以及厚度如下所述。但是,下面记载的尺寸和材料只不过是一个例子,本实施方式并不仅限定于这些具体的尺寸和材料。如上所述,在下面的实施例中也是,为了使子像素3G1的发光色与子像素3G2的发光色一致,通过光学模拟进行了透光性电极21b的层厚的光学优化。
(实施例12)
反射电极21a(第一电极21、阳极):Ag(100nm)
透光性电极21b(第一电极21、阳极):ITO(子像素3B:135nm/子像素3G1:160nm/子像素3G2:145nm/子像素3R:60nm)
空穴注入层31:HAT-CN(10nm)
空穴传输层32:TCTA(20nm)
蓝色荧光发光层34B:ADN(主体材料、90%)/TBPe(蓝色荧光发光材料、10%)(10nm)
红色发光层34R:CBP(主体材料、90%)/Ir(piq)3(红色发光材料、10%)(10nm)
分隔层35:CBP(20nm)
绿色荧光发光层34G:TPD(主体材料、90%)/香豆素6(绿色荧光发光材料、10%)(10nm)
电子传输层36:BCP(30nm)
电子注入层37:LiF(1nm)
第二电极23(阴极、半透明电极):Ag-Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保护层24:ITO(80nm)
<效果>
依照本实施方式,有分涂蒸镀次数与实施方式1相比增加1次的缺点,但是对分隔层35的材料的载流子迁移率而言的最佳条件变化,能够形成高特性的有机EL元件20(特别是高特性的有机EL元件20G2)。
特别是,在本实施方式中,通过在分隔层35使用空穴传输性材料,能够进一步降低在子像素3G2中进行红色发光的风险。
通过在子像素3R中不设置分隔层35,在红色发光层34R中容易发生载流子的复合,能够提高发光效率。
<变形例>
在本实施方式中,列举在实施方式1、3的有机EL显示装置1中仅在子像素3G2中形成有分隔层35的情况(即,仅在子像素3G2中形成有中间层的情况)为例进行了图示和说明,但是也可以为在实施方式2、4~13的有机EL显示装置1中仅在子像素3G2中形成有分隔层35的结构,这是不言而喻的。由此,在各实施方式中,能够与各实施方式中记载的效果一并得到上述的效果。
[总结]
本发明的方式1的显示装置(例如有机EL显示装置1)具有多个包含第一子像素(例如子像素3B)、第二子像素(例如子像素3G1)、第三子像素(例如子像素3G2)和第四子像素(例如子像素3R)的像素(像素2),在上述第一子像素和上述第二子像素共用地设置有含有第一荧光发光材料的第一发光层(例如蓝色荧光发光层34B),在上述第二子像素和上述第三子像素共用地设置有含有第二荧光发光材料的第二发光层(例如绿色荧光发光层34G),在上述第三子像素和上述第四子像素共用地设置有含有第三发光材料的第三发光层(例如红色发光层34R),上述第二荧光发光材料的最低激发单重态的能级(S1能级)低于上述第一荧光发光材料的最低激发单重态的能级,并且高于上述第三发光材料的最低激发单重态的能级,在上述第二子像素中,上述第一发光层和上述第二发光层的彼此相对的相对面间的距离(例如相对面间距离DBG)为福斯特半径以下,上述第三子像素包括中间层(例如分隔层35、阻挡层38),该中间层由发光层以外的至少1层的功能层(例如分隔层35、阻挡层38)构成且具有大于福斯特半径的层厚,在该第三子像素中,上述第二发光层和上述第三发光层隔着上述中间层层叠,在上述第一子像素中,上述第一荧光发光材料进行发光,从该第一荧光发光材料发出的光出射至外部,在上述第二子像素和上述第三子像素中,上述第二荧光发光材料进行发光,从该第二荧光发光材料发出的光出射至外部,在上述第四子像素中,上述第三发光材料进行发光,从该第三发光材料发出的光出射至外部,上述第一荧光发光材料发出具有第一峰值波长的光,上述第二荧光发光材料发出具有第二峰值波长的光,上述第三发光材料发出具有第三峰值波长的光,上述第二峰值波长大于上述第一峰值波长,上述第三峰值波长大于上述第二峰值波长。
本发明的方式2的显示装置可以:在上述方式1中,具有阳极(例如第一电极21)和阴极(例如第二电极23),上述阳极和上述阴极中的一者包含反射电极(例如反射电极21a),另一者是透光性电极,在上述像素中,在上述阳极与上述阴极之间设置有包含上述第一发光层、上述第二发光层、上述第三发光层和上述中间层的多个功能层(例如空穴注入层31、空穴传输层32、蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G、红色发光层34R、分隔层35、阻挡层38、电子传输层36、电子注入层37),在上述第一子像素中,从上述第一荧光发光材料发出的光,直接经由上述透光性电极出射至外部,或者在上述第一子像素的上述反射电极与上述透光性电极之间多重反射后,经由上述透光性电极出射至外部,在上述第二子像素中,从上述第二荧光发光材料发出的光,直接经由上述透光性电极出射至外部,或者在上述第二子像素的上述反射电极与上述透光性电极之间多重反射后,经由上述透光性电极出射至外部,在上述第三子像素中,从上述第二荧光发光材料发出的光,直接经由上述透光性电极出射至外部,或者在上述第三子像素的上述反射电极与上述透光性电极之间多重反射后,经由上述透光性电极出射至外部,在上述第四子像素中,从上述第三发光材料发出的光,直接经由上述透光性电极出射至外部,或者在上述第四子像素的上述反射电极与上述透光性电极之间多重反射后,经由上述透光性电极出射至外部。
本发明的方式3的显示装置可以:在上述方式2中,上述发光层和上述中间层在上述像素中从上述阳极侧起按照上述第一发光层和上述第三发光层、上述中间层、上述第二发光层的顺序层叠,上述第二发光层中含有比率最多的材料为空穴传输性材料。
本发明的方式4的显示装置可以:在上述方式2中,上述发光层和上述中间层在上述像素中从上述阳极侧起按照上述第三发光层、上述中间层、上述第二发光层、上述第一发光层的顺序层叠,上述第二发光层中含有比率最多的材料为空穴传输性材料。
本发明的方式5的显示装置可以:在上述方式4中,上述第一发光层中含有比率最多的材料为空穴传输性材料。
本发明的方式6的显示装置可以:在上述方式2中,上述发光层和上述中间层在上述像素中从上述阳极侧起按照上述第二发光层、上述中间层和上述第一发光层、上述第三发光层的顺序层叠,上述第二发光层中含有比率最多的材料为电子传输性材料。
本发明的方式7的显示装置可以:在上述方式2中,上述发光层和上述中间层在上述像素中从上述阳极侧起按照上述第一发光层、上述第二发光层、上述中间层、上述第三发光层的顺序层叠,上述第二发光层中含有比率最多的材料为电子传输性材料。
本发明的方式8的显示装置可以:在上述方式7中,上述第一发光层中含有比率最多的材料为电子传输性材料。
本发明的方式9的显示装置可以:在上述方式2中,上述发光层和上述中间层在上述像素中从上述阳极侧起按照上述第三发光层和上述第一发光层、上述中间层、上述第二发光层的顺序层叠,上述第二发光层中含有比率最多的材料为空穴传输性材料。
本发明的方式10的显示装置可以:在上述方式9中,上述第一发光层中含有比率最多的材料为空穴传输性材料。
本发明的方式11的显示装置可以:在上述方式2中,上述发光层和上述中间层在上述像素中从上述阳极侧起按照上述第二发光层、上述第一发光层和上述中间层、上述第三发光层的顺序层叠,上述第二发光层中含有比率最多的材料为电子传输性材料。
本发明的方式12的显示装置可以:在上述方式11中,上述第一发光层中含有比率最多的材料为电子传输性材料。
本发明的方式13的显示装置可以:在上述方式9~12中的任一方式中,上述第一发光层的层厚为至少15nm。
本发明的方式14的显示装置可以:在上述方式1~13中的任一方式中,上述中间层包含具有大于福斯特半径的层厚的分隔层(分隔层35)作为上述功能层,上述分隔层在上述第三子像素和上述第四子像素共用地设置。
本发明的方式15的显示装置可以:在上述方式14中,上述分隔层包含载流子传输性不同的多种材料。
本发明的方式16的显示装置可以:在上述方式14中,上述分隔层是第一分隔层(第一分隔层35a)与第二分隔层(第二分隔层35b)的层叠体,上述第一分隔层和上述第二分隔层分别是以彼此不同的混合比率包含空穴传输性材料和电子传输性材料的双极传输性材料,上述第一分隔层与上述第二分隔层的合计层厚大于福斯特半径。
本发明的方式17的显示装置可以:在上述方式1~13中的任一方式中,上述中间层包含分隔层作为上述功能层,该分隔层包括第一分隔层和第二分隔层,上述第一分隔层在上述第三子像素和上述第四子像素共用地设置,上述第二分隔层在上述第二子像素和上述第三子像素共用地设置,上述第三子像素中的上述第一分隔层与上述第二分隔层的合计层厚大于福斯特半径。
本发明的方式18的显示装置可以:在上述方式1~13中的任一方式中,上述中间层包含具有大于福斯特半径的层厚的分隔层作为上述功能层,上述分隔层仅设置在上述第三子像素。
本发明的方式19的显示装置可以:在上述方式1~13、18中的任一方式中,上述分隔层仅设置在上述第三子像素。
本发明的方式20的显示装置可以:在上述方式1~18中的任一方式中,上述中间层包含具有福斯特半径以下的层厚的阻挡层(阻挡层38)作为上述功能层,上述阻挡层至少在上述第二子像素和上述第三子像素共用地设置,并且在上述第二子像素中,上述第一发光层和上述第二发光层隔着上述阻挡层层叠。
本发明的方式21的显示装置可以:在上述方式20中,上述阻挡层在所有子像素共用地设置。
本发明的方式22的显示装置可以:在上述方式1~18中的任一方式中,在上述第二子像素中,上述第一发光层和上述第二发光层隔着阻挡层层叠,该阻挡层由发光层以外的至少1层的功能层构成且具有福斯特半径以下的层厚,上述阻挡层至少在上述第一子像素和上述第二子像素共用地设置。
本发明的方式23的显示装置可以:在上述方式20~22中的任一方式中,上述阻挡层的层厚为10nm以下。
本发明的方式24的显示装置可以:在上述方式1~23中的任一方式中,上述第一荧光发光材料的发光光谱的一部分与上述第二荧光发光材料的吸收光谱的一部分重叠。
本发明的方式25的显示装置可以:在上述方式1~24中的任一方式中,设置在上述第二发光层与上述第三发光层之间的上述中间层中包含的所有材料的吸收光谱和上述第二荧光发光材料的发光光谱不存在重叠。
本发明的方式26的显示装置可以:在上述方式1~25中的任一方式中,设置在上述第二发光层与上述第三发光层之间的上述中间层的层厚为至少15nm。
本发明的方式27的显示装置可以:在上述方式1~26中的任一方式中,上述第一荧光发光材料是最低激发单重态与最低激发三重态的能量差为0.3eV以下的热活化延迟荧光材料。
本发明的方式28的显示装置可以:在上述方式1~27中的任一方式中,上述第一子像素是蓝色子像素(子像素3B),上述第二子像素是第一绿色子像素(子像素3G1),上述第三子像素是第二绿色子像素(子像素3G2),上述第四子像素是红色子像素(子像素3R)。
本发明的方式29的显示装置可以:在上述方式28中,具有S条纹型的像素排列,在该S条纹型的像素排列中,在行方向上,上述蓝色子像素和上述第一绿色子像素相邻,并且上述红色子像素和上述第二绿色子像素相邻,在与上述行方向正交的列方向上,上述蓝色子像素和上述红色子像素相邻,并且上述第一绿色子像素和上述第二绿色子像素相邻。
本发明的方式30的显示装置可以:在上述方式28中,具有PenTile型的像素排列,在该PenTile型的像素排列中,上述第一绿色子像素与上述蓝色子像素在行方向上相邻,并且上述第一绿色子像素与上述红色子像素在与上述行方向正交的列方向上相邻,上述第二绿色子像素与上述红色子像素在上述行方向上相邻,并且上述第二绿色子像素与上述蓝色子像素在上述列方向上相邻,在与上述行方向和上述列方向交叉的斜方向上,上述蓝色子像素和上述红色子像素相邻,并且上述第一绿色子像素和上述第二绿色子像素相邻。
本发明的方式31的显示装置可以:在上述方式1~30中的任一方式中,上述显示装置是顶部发光型的EL显示装置。
本发明的方式32的显示装置可以:在上述方式1~30中的任一方式中,上述显示装置是底部发光型的EL显示装置。
本发明的方式33的显示装置可以:在上述方式1~32中的任一方式中,上述显示装置是有机EL显示装置。
本发明的方式34的显示装置(例如有机EL显示装置1)的制造方法,该显示装置具有多个包含第一子像素(例如子像素3B)、第二子像素(例如子像素3G1)、第三子像素(例如子像素3G2)和第四子像素(例如子像素3R)的像素(像素2),在上述第一子像素中,第一荧光发光材料进行发光,从该第一荧光发光材料发出的光出射至外部,在上述第二子像素和上述第三子像素中,第二荧光发光材料进行发光,从该第二荧光发光材料发出的光出射至外部,在上述第四子像素中,第三发光材料进行发光,从该第三发光材料发出的光出射至外部,上述第一荧光发光材料发出具有第一峰值波长的光,上述第二荧光发光材料发出具有第二峰值波长的光,上述第三发光材料发出具有第三峰值波长的光,上述第二峰值波长大于上述第一峰值波长,上述第三峰值波长大于上述第二峰值波长,该显示装置的制造方法包括在上述像素中形成多个功能层(例如空穴注入层31、空穴传输层32、蓝色荧光发光层34B、绿色荧光发光层34G、红色发光层34R、分隔层35、阻挡层38、电子传输层36、电子注入层37)的功能层形成工序,上述功能层形成工序包括:第一发光层形成工序,在上述第一子像素和上述第二子像素共用地形成含有上述第一荧光发光材料的第一发光层(例如蓝色荧光发光层34B);第二发光层形成工序,在上述第二子像素和上述第三子像素共用地形成含有上述第二荧光发光材料的第二发光层(例如绿色荧光发光层34G);第三发光层形成工序,在上述第三子像素和上述第四子像素共用地形成含有上述第三发光材料的第三发光层(例如红色发光层34R);和中间层形成工序,以在上述第三子像素中上述第二发光层和上述第三发光层隔着中间层(例如分隔层35、阻挡层38)层叠的方式,在上述第三子像素中形成上述中间层,该中间层由发光层以外的至少1层的功能层(例如分隔层35、阻挡层38)构成且具有大于福斯特半径的厚度,在上述功能层形成工序中,以在上述第二子像素中上述第一发光层和上述第二发光层的彼此相对的相对面间的距离成为福斯特半径以下的方式,形成上述第一发光层和上述第二发光层,并且上述第二荧光发光材料使用最低激发单重态的能级低于上述第一荧光发光材料的最低激发单重态的能级且高于上述第三发光材料的最低激发单重态的能级的荧光发光材料。
本发明的方式35的显示装置的制造方法可以:在上述方式34中,还包括形成阳极(例如第一电极21)的阳极形成工序和形成阴极(例如第二电极23)的阴极形成工序,上述阳极和上述阴极中的一者包含反射电极(例如反射电极21a),另一者是透光性电极。
本发明的方式36的显示装置的制造方法可以:在上述方式35中,上述功能层形成工序在上述阳极形成工序之后且在上述阴极形成工序之前进行,并且在上述功能层形成工序中,依次进行上述第一发光层形成工序、上述第三发光层形成工序、上述中间层形成工序、上述第二发光层形成工序,在上述第二发光层形成工序中,使用空穴传输性材料作为上述第二发光层中含有比率最多的材料。
本发明的方式37的显示装置的制造方法可以:在上述方式35中,上述功能层形成工序在上述阳极形成工序之后且在上述阴极形成工序之前进行,并且在上述功能层形成工序中,依次进行上述第三发光层形成工序、上述中间层形成工序、上述第二发光层形成工序、上述第一发光层形成工序,在上述第二发光层形成工序中,使用空穴传输性材料作为上述第二发光层中含有比率最多的材料。
本发明的方式38的显示装置的制造方法可以:在上述方式37中,在上述第一发光层形成工序中,使用空穴传输性材料作为上述第一发光层中含有比率最多的材料。
本发明的方式39的显示装置的制造方法可以:在上述方式35中,上述功能层形成工序在上述阳极形成工序之后且在上述阴极形成工序之前进行,并且在上述功能层形成工序中,依次进行上述第二发光层形成工序、上述中间层形成工序、上述第三发光层形成工序、上述第一发光层形成工序,在上述第二发光层形成工序中,使用电子传输性材料作为上述第二发光层中含有比率最多的材料。
本发明的方式40的显示装置的制造方法可以:在上述方式35中,上述功能层形成工序在上述阳极形成工序之后且在上述阴极形成工序之前进行,并且在上述功能层形成工序中,依次进行上述第一发光层形成工序、上述第二发光层形成工序、上述中间层形成工序、上述第三发光层形成工序,在上述第二发光层形成工序中,使用电子传输性材料作为上述第二发光层中含有比率最多的材料。
本发明的方式41的显示装置的制造方法可以:在上述方式40中,在上述第一发光层形成工序中,使用电子传输性材料作为上述第一发光层中含有比率最多的材料。
本发明的方式42的显示装置的制造方法可以:在上述方式35中,上述功能层形成工序在上述阳极形成工序之后且在上述阴极形成工序之前进行,并且在上述功能层形成工序中,依次进行上述第三发光层形成工序、上述中间层形成工序、上述第一发光层形成工序、上述第二发光层形成工序,在上述第二发光层形成工序中,使用空穴传输性材料作为上述第二发光层中含有比率最多的材料。
本发明的方式43的显示装置的制造方法可以:在上述方式42中,在上述第一发光层形成工序中,使用空穴传输性材料作为上述第一发光层中含有比率最多的材料。
本发明的方式44的显示装置的制造方法可以:在上述方式35中,上述功能层形成工序在上述阳极形成工序之后且在上述阴极形成工序之前进行,并且在上述功能层形成工序中,依次进行上述第二发光层形成工序、上述第一发光层形成工序、上述中间层形成工序、上述第三发光层形成工序,在上述第二发光层形成工序中,使用电子传输性材料作为上述第二发光层中含有比率最多的材料。
本发明的方式45的显示装置的制造方法可以:在上述方式44中,在上述第一发光层形成工序中,使用电子传输性材料作为上述第一发光层中含有比率最多的材料。
本发明的方式46的显示装置的制造方法可以:在上述方式42~45中的任一方式中,在上述第一发光层形成工序中,以上述第一发光层的层厚成为至少15nm的方式形成上述第一发光层。
本发明的方式47的显示装置的制造方法可以:在上述方式34~46中的任一方式中,上述中间层形成工序包括分隔层形成工序,形成具有大于福斯特半径的厚度的分隔层(分隔层35)作为上述功能层,在上述分隔层形成工序中,在上述第三子像素和上述第四子像素共用地形成上述分隔层。
本发明的方式48的显示装置的制造方法可以:在上述方式47中,在上述分隔层形成工序中,利用载流子传输性不同的多种材料形成上述分隔层。
本发明的方式49的显示装置的制造方法可以:在上述方式47中,上述分隔层是第一分隔层(第一分隔层35a)与第二分隔层(第二分隔层35b)的层叠体,上述分隔层形成工序包括形成上述第一分隔层的第一分隔层形成工序和形成上述第二分隔层的第二分隔层形成工序,在上述第一分隔层形成工序和上述第二分隔层形成工序中,分别使用以彼此不同的混合比率包含空穴传输性材料和电子传输性材料的双极传输性材料形成上述第一分隔层和上述第二分隔层,并且使得上述第一分隔层与上述第二分隔层的合计层厚大于福斯特半径。
本发明的方式50的显示装置的制造方法可以:在上述方式34~46中的任一方式中,上述中间层形成工序包括分隔层形成工序,形成包含第一分隔层和第二分隔层的分隔层作为上述功能层,上述分隔层形成工序包括:第一分隔层形成工序,在上述第三子像素和上述第四子像素共用地形成上述第一分隔层;和第二分隔层形成工序,在上述第二子像素和上述第三子像素共用地形成上述第二分隔层,在上述第一分隔层形成工序和上述第二分隔层形成工序中,以上述第一分隔层与上述第二分隔层的合计层厚大于福斯特半径的方式形成上述第一分隔层和上述第二分隔层。
本发明的方式51的显示装置的制造方法可以:在上述方式34~46中的任一方式中,上述中间层形成工序包括分隔层形成工序,形成具有大于福斯特半径的厚度的分隔层作为上述功能层,在上述分隔层形成工序中,有选择地在上述第三子像素形成上述分隔层。
本发明的方式52的显示装置的制造方法可以:在上述方式34~46中的任一方式中,在上述中间层形成工序中,有选择地在上述第三子像素形成上述中间层。
本发明的方式53的显示装置的制造方法可以:在上述方式34~52中的任一方式中,上述中间层形成工序包括阻挡层形成工序,形成具有福斯特半径以下的层厚的阻挡层(阻挡层38)作为上述功能层,在上述阻挡层形成工序中,至少在上述第二子像素和上述第三子像素共用形成上述阻挡层,并且使得在上述第二子像素中,上述第一发光层和上述第二发光层隔着上述阻挡层层叠。
本发明的方式54的显示装置的制造方法可以:在上述方式53中,在上述阻挡层形成工序中,在所有子像素共用地形成上述阻挡层。
本发明的方式55的显示装置的制造方法可以:在上述方式34~52中的任一方式中,上述功能层形成工序还包括阻挡层形成工序,以在上述第二子像素中上述第一发光层和上述第二发光层隔着阻挡层层叠的方式,在上述第二子像素中形成上述阻挡层,该阻挡层由发光层以外的至少1层的功能层构成且具有福斯特半径以下的层厚,在上述阻挡层形成工序中,至少在上述第一子像素和上述第二子像素共用地形成上述阻挡层。
本发明的方式56的显示装置的制造方法可以:在上述方式34~55中的任一方式中,在上述第一发光层形成工序中,上述第一荧光发光材料使用最低激发单重态与最低激发三重态的能量差为0.3eV以下的热活化延迟荧光材料。
本发明的方式57的显示装置的制造方法可以:在上述方式34~56中的任一方式中,上述第一子像素是蓝色子像素,上述第二子像素是第一绿色子像素,上述第三子像素是第二绿色子像素,上述第四子像素是红色子像素,上述第一荧光发光材料使用发出蓝色的光的荧光发光材料,上述第二荧光发光材料使用发出绿色的光的荧光发光材料,上述第三发光材料使用发出红色的光的发光材料。
本发明并不限定于上述的各实施方式,可以在权利要求所示的范围内进行各种改变,将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。通过将在各实施方式中分别公开的技术手段组合,能够形成新的技术特征。
附图标记说明
1 有机EL显示装置(显示装置)
2 像素
3、3B、3G1、3G2、3R 子像素
4、4B、4G1、4G2、4R 发光区域
10 TFT基板
11 绝缘基板
12 TFT
13 层间绝缘膜
13a 接触孔
14 配线
15 堤
15a 开口部
20、20B、20G1、20G2、20R 有机EL元件
21 第一电极(阳极)
21a 反射电极
21b 透光性电极
22 有机EL层
23 第二电极(阴极)
24 保护层
31 空穴注入层(功能层)
32 空穴传输层(功能层)
33 发光层单元
34 发光层(功能层)
34B 蓝色荧光发光层(功能层)
34G 绿色荧光发光层(功能层)
34R 红色发光层(功能层)
35 分隔层(功能层)
35a 第一分隔层(功能层)
35b 第二分隔层(功能层)
36 电子传输层(功能层)
37 电子注入层(功能层)
38 阻挡层(功能层)
40 密封基板
70B、70R、70G 蒸镀掩模
71B、71R、71G 开口部
DBG、DGR 相对面间距离

Claims (20)

1.一种显示装置,其特征在于:
具有多个包含第一子像素、第二子像素、第三子像素和第四子像素的像素,其中,所述第二子像素与所述第一子像素相邻,所述第四子像素与所述第三子像素相邻,
在所述第一子像素和所述第二子像素共用地设置有含有第一荧光发光材料的第一发光层,在所述第二子像素和所述第三子像素共用地设置有含有第二荧光发光材料的第二发光层,在所述第三子像素和所述第四子像素共用地设置有含有第三发光材料的第三发光层,
所述第二荧光发光材料的最低激发单重态的能级低于所述第一荧光发光材料的最低激发单重态的能级,并且高于所述第三发光材料的最低激发单重态的能级,
在所述第二子像素中,所述第一发光层和所述第二发光层的彼此相对的相对面间的距离为福斯特半径以下,
所述第三子像素包括中间层,该中间层由发光层以外的至少1层的功能层构成且具有大于福斯特半径的层厚,在该第三子像素中,所述第二发光层和所述第三发光层隔着所述中间层层叠,
在所述第一子像素中,所述第一荧光发光材料进行发光,从该第一荧光发光材料发出的光出射至外部,在所述第二子像素和所述第三子像素中,所述第二荧光发光材料进行发光,从该第二荧光发光材料发出的光出射至外部,在所述第四子像素中,所述第三发光材料进行发光,从该第三发光材料发出的光出射至外部,
所述第一荧光发光材料发出具有第一峰值波长的光,所述第二荧光发光材料发出具有第二峰值波长的光,所述第三发光材料发出具有第三峰值波长的光,所述第二峰值波长大于所述第一峰值波长,所述第三峰值波长大于所述第二峰值波长。
2.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
具有阳极和阴极,
所述阳极和所述阴极中的一者包含反射电极,另一者是透光性电极,
在所述像素中,在所述阳极与所述阴极之间设置有包含所述第一发光层、所述第二发光层、所述第三发光层和所述中间层的多个功能层,
在所述第一子像素中,从所述第一荧光发光材料发出的光,直接经由所述透光性电极出射至外部,或者在所述第一子像素的所述反射电极与所述透光性电极之间多重反射后,经由所述透光性电极出射至外部,
在所述第二子像素中,从所述第二荧光发光材料发出的光,直接经由所述透光性电极出射至外部,或者在所述第二子像素的所述反射电极与所述透光性电极之间多重反射后,经由所述透光性电极出射至外部,
在所述第三子像素中,从所述第二荧光发光材料发出的光,直接经由所述透光性电极出射至外部,或者在所述第三子像素的所述反射电极与所述透光性电极之间多重反射后,经由所述透光性电极出射至外部,
在所述第四子像素中,从所述第三发光材料发出的光,直接经由所述透光性电极出射至外部,或者在所述第四子像素的所述反射电极与所述透光性电极之间多重反射后,经由所述透光性电极出射至外部。
3.如权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于:
所述中间层包含分隔层作为所述功能层,该分隔层具有大于福斯特半径的层厚,
所述分隔层在所述第三子像素和所述第四子像素共用地设置。
4.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于:
所述分隔层包含载流子传输性不同的多种材料。
5.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于:
所述分隔层是第一分隔层与第二分隔层的层叠体,
所述第一分隔层和所述第二分隔层分别是以彼此不同的混合比率包含空穴传输性材料和电子传输性材料的双极传输性材料,
所述第一分隔层与所述第二分隔层的合计层厚大于福斯特半径。
6.如权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于:
所述中间层包含分隔层作为所述功能层,该分隔层包括第一分隔层和第二分隔层,所述第一分隔层在所述第三子像素和所述第四子像素共用地设置,所述第二分隔层在所述第二子像素和所述第三子像素共用地设置,
所述第三子像素中的所述第一分隔层与所述第二分隔层的合计层厚大于福斯特半径。
7.如权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于:
所述中间层包含分隔层作为所述功能层,该分隔层具有大于福斯特半径的层厚,
所述分隔层仅设置在所述第三子像素。
8.如权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于:
所述中间层包含阻挡层作为所述功能层,该阻挡层具有福斯特半径以下的层厚,
所述阻挡层至少在所述第二子像素和所述第三子像素共用地设置,并且在所述第二子像素中,所述第一发光层和所述第二发光层隔着所述阻挡层层叠。
9.如权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于:
在所述第二子像素中,所述第一发光层和所述第二发光层隔着阻挡层层叠,该阻挡层由发光层以外的至少1层的功能层构成且具有福斯特半径以下的层厚,
所述阻挡层至少在所述第一子像素和所述第二子像素共用地设置。
10.如权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于:
所述第一荧光发光材料的发光光谱的一部分与所述第二荧光发光材料的吸收光谱的一部分重叠。
11.如权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于:
设置在所述第二发光层与所述第三发光层之间的所述中间层中包含的所有材料的吸收光谱和所述第二荧光发光材料的发光光谱不存在重叠。
12.如权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于:
所述第一荧光发光材料是最低激发单重态与最低激发三重态的能量差为0.3eV以下的热活化延迟荧光材料。
13.如权利要求1或2所述的显示装置,其特征在于:
所述第一子像素是蓝色子像素,所述第二子像素是第一绿色子像素,所述第三子像素是第二绿色子像素,所述第四子像素是红色子像素。
14.如权利要求13所述的显示装置,其特征在于:
具有S条纹型的像素排列,在该S条纹型的像素排列中,在行方向上,所述蓝色子像素和所述第一绿色子像素相邻,并且所述红色子像素和所述第二绿色子像素相邻,在与所述行方向正交的列方向上,所述蓝色子像素和所述红色子像素相邻,并且所述第一绿色子像素和所述第二绿色子像素相邻。
15.如权利要求13所述的显示装置,其特征在于:
具有PenTile型的像素排列,在该PenTile型的像素排列中,所述第一绿色子像素与所述蓝色子像素在行方向上相邻,并且所述第一绿色子像素与所述红色子像素在与所述行方向正交的列方向上相邻,所述第二绿色子像素与所述红色子像素在所述行方向上相邻,并且所述第二绿色子像素与所述蓝色子像素在所述列方向上相邻,在与所述行方向和所述列方向交叉的斜方向上,所述蓝色子像素和所述红色子像素相邻,并且所述第一绿色子像素和所述第二绿色子像素相邻。
16.一种显示装置的制造方法,该显示装置具有多个包含第一子像素、第二子像素、第三子像素和第四子像素的像素,其中,所述第二子像素与所述第一子像素相邻,所述第四子像素与所述第三子像素相邻,在所述第一子像素中,第一荧光发光材料进行发光,从该第一荧光发光材料发出的光出射至外部,在所述第二子像素和所述第三子像素中,第二荧光发光材料进行发光,从该第二荧光发光材料发出的光出射至外部,在所述第四子像素中,第三发光材料进行发光,从该第三发光材料发出的光出射至外部,所述第一荧光发光材料发出具有第一峰值波长的光,所述第二荧光发光材料发出具有第二峰值波长的光,所述第三发光材料发出具有第三峰值波长的光,所述第二峰值波长大于所述第一峰值波长,所述第三峰值波长大于所述第二峰值波长,
所述显示装置的制造方法的特征在于:
包括在所述像素中形成多个功能层的功能层形成工序,
所述功能层形成工序包括:
第一发光层形成工序,在所述第一子像素和所述第二子像素共用地形成含有所述第一荧光发光材料的第一发光层;
第二发光层形成工序,在所述第二子像素和所述第三子像素共用地形成含有所述第二荧光发光材料的第二发光层;
第三发光层形成工序,在所述第三子像素和所述第四子像素共用地形成含有所述第三发光材料的第三发光层;和
中间层形成工序,以在所述第三子像素中所述第二发光层和所述第三发光层隔着中间层层叠的方式,在所述第三子像素中形成所述中间层,该中间层由发光层以外的至少1层的功能层构成且具有大于福斯特半径的厚度,
在所述功能层形成工序中,
以在所述第二子像素中所述第一发光层和所述第二发光层的彼此相对的相对面间的距离成为福斯特半径以下的方式,形成所述第一发光层和所述第二发光层,并且,
所述第二荧光发光材料使用最低激发单重态的能级低于所述第一荧光发光材料的最低激发单重态的能级且高于所述第三发光材料的最低激发单重态的能级的荧光发光材料。
17.如权利要求16所述的显示装置的制造方法,其特征在于:
还包括形成阳极的阳极形成工序和形成阴极的阴极形成工序,
所述阳极和所述阴极中的一者包含反射电极,另一者是透光性电极。
18.如权利要求16或17所述的显示装置的制造方法,其特征在于:
所述中间层形成工序包括分隔层形成工序,形成具有大于福斯特半径的厚度的分隔层作为所述功能层,
在所述分隔层形成工序中,在所述第三子像素和所述第四子像素共用地形成所述分隔层。
19.如权利要求16或17所述的显示装置的制造方法,其特征在于:
在所述第一发光层形成工序中,所述第一荧光发光材料使用最低激发单重态与最低激发三重态的能量差为0.3eV以下的热活化延迟荧光材料。
20.如权利要求16或17所述的显示装置的制造方法,其特征在于:
所述第一子像素是蓝色子像素,所述第二子像素是第一绿色子像素,所述第三子像素是第二绿色子像素,所述第四子像素是红色子像素,
所述第一荧光发光材料使用发出蓝色的光的荧光发光材料,
所述第二荧光发光材料使用发出绿色的光的荧光发光材料,
所述第三发光材料使用发出红色的光的发光材料。
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