TWI431830B - 發光裝置及其製造方法 - Google Patents

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Description

發光裝置及其製造方法
本發明係關於具有發光元件的發光裝置及其製造方法。
在電極對(陽極和陰極)之間插有發光材料的、輕薄並能快速回應的發光元件,預計將用於下一代的平面顯示器中。此外,據稱其中發光元件以矩陣形式排列的發光裝置優於傳統的液晶顯示裝置,因為其視角更寬,可見度更高。
可以採用簡單矩陣模式和主動矩陣模式作為發光裝置的驅動方法,對於高清晰度面板(例如,像素比QVGA多的面板)而言,在許多情況中採用其中利用主動元件例如薄膜電晶體(TFT)的主動矩陣模式。
在主動矩陣發光裝置的情況中,在像素部分的每個像素中所形成的TFT係與發光元件電連接,該發光元件具有其中發光材料插在和該TFT連接的一個電極(以後稱作第一電極)與另一個電極(以後稱作第二電極)之間的結構。該發光元件的第二電極係由一導電膜所形成,該導電膜對該像素部分中的所有發光元件而言是公用的。
但是,隨著為了獲得清晰度更高的面板而增加了像素數量,而由所有像素公用的導電膜所形成的第二電極的電壓降則因該電極的材料電阻或類似因素而開始變大,而且由第二電極施加的電壓在各個像素中的發光元件之間也會改變。因為發光元件的亮度取決於電流量,所以電壓的變化導致發光元件的亮度發生變化。
針對這個問題,已採用了下述方法:將佈線結構和佈線布局最佳化,從而將驅動電壓或電流穩定地供給各個像素的發光元件。(參見例如,專利文獻1:日本專利申請公開案第2004-102245號)。
但是,在上述專利文獻1的情況中,為了减少因第二電極的佈線電阻所導致的電壓降,該第二電極的佈線必需在像素部分周邊以比用於發光的電源線路寬的線形成,這在需要减少面板的非主動區域時(當需要减小框架尺寸時)是不可取的。
發明概要說明
鑑於上述問題,本發明的目標是提供一種其中各個像素的發光元件之間亮度性質不會改變的主動矩陣發光裝置,這個目標即使在面板具有更高清晰度時也能實現。
本發明發光裝置的一個特徵在於:發光元件的一個電極(第二電極)不僅在周邊部分中而且也在像素部分中電連接至輔助佈線上,該發光元件具有插在第一電極和第二電極之間的含有發光材料的層。
包括在本發明發光元件中的含發光材料層具有下述特徵:在第一緩衝層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層和第二緩衝層之中,具有至少第一緩衝層、發光層、和第二緩衝層。在像素部分中,在連接部分(第一連接部分)內,第一緩衝層和第二緩衝層之一或二者均位於輔助佈線(第一輔助佈線)和第二電極之間,第二電極和該輔助佈線(第一輔助佈線)在該連接部分中電連接。
在周邊部分內形成的第二電極和輔助佈線(第二輔助佈線)的連接部分(第二連接部分)中,該輔助佈線(第二輔助佈線)和第二電極係互相接觸而形成。
本發明製造發光裝置的方法的一個特徵是包括下列步驟:形成第一電極、第一輔助佈線和第二輔助佈線;在該第一電極和第一輔助佈線上形成第一緩衝層;在該第一電極上形成發光層;在該第一電極和第一輔助佈線上形成第二緩衝層;及在該第一電極、第一輔助佈線和第二輔助佈線上形成第二電極。結果,分別形成了包括該第一電極、第一緩衝層、發光層、第二緩衝層和第二電極的發光元件;包括該第一輔助佈線、第一緩衝層、第二緩衝層和第二電極的第一連接部分;及包括該第二輔助佈線和第二電極的第二連接部分。
在上述結構中,本發明還包括另一種結構,其中第一緩衝層並沒有形成在第一輔助佈線上,而且形成了包括第一電極、第一緩衝層、發光層、第二緩衝層和第二電極的發光元件;包括第一輔助佈線、第二緩衝層和第二電極的第一連接部分;及包括第二輔助佈線和第二電極的第二連接部分。
而且,本發明還包括另一種結構,其中第二緩衝層並沒有形成在第一輔助佈線上,而且形成了包括第一電極、第一緩衝層、發光層、第二緩衝層和第二電極的發光元件;包括第一輔助佈線、第一緩衝層和第二電極的第一連接部分;及包括第二輔助佈線和第二電極的第二連接部分。
在上述的每一結構中,第一緩衝層是由具有電洞傳輸性質的材料所形成的層。此外,採用包括有機化合物和金屬化合物的材料作為具有電洞傳輸性質的材料。該有機化合物是芳族胺化合物、咔唑衍生物及芳族烴(包括具有至少一個乙烯基骨架的芳族烴)的任何一種。該金屬化合物是氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化錸、氧化鈦、氧化鉻、氧化鋯、氧化鉿、氧化鉭、氧化鎢及氧化銀中的任一種。藉由採用由該等有機化合物和金屬化合物形成的複合材料,該第一緩衝層可用作電洞傳輸層。
而且,在上述的每一結構中,第二緩衝層是電子傳輸材料或者雙極性材料的層,其中每種材料都含有施電子材料。此外,第二緩衝層可以是由施電子材料所形成的層。作為該施電子材料,可以採用例如鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼金屬氮化物或鹼土金屬氮化物。由於都含有施電子材料的電子傳輸材料或者雙極性材料,以及該施電子材料,都是具有電子傳輸性質的材料,所以該第二緩衝層可形成為由具有電子傳輸性質的材料所形成的層。
而且,在上述的每一結構中,第一緩衝層係與第一電極和第二電極中的一個相接觸,而第二緩衝層則與另一個相接觸。
藉由實施本發明,可以在發光元件附近形成輔助佈線。所以,不僅能够在發光顯示面板的周邊部分中,還能在具有發光元件的像素部分中,形成與第二電極電連接的輔助佈線;因此,可以减少在像素部分中由於第二電極的電壓降導致的發光元件之間的亮度變化。
在本發明中,在像素部分中形成了含發光材料的層(包括第一緩衝層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、第二緩衝層、及類似者),而且在本發明發光元件的情況中,第二電極與輔助佈線係經電連接,即使在第一緩衝層和第二緩衝層之一或二者全部位於第二電極與輔助佈線之間的情況中亦然。所以,當在該含發光材料的層中僅形成電洞傳輸層、發光層和電子傳輸層以不與連接部分相重疊時,也是可以接受的。以此方式,無需將構成該含發光材料層的所有層都加工成細微(minute)形狀,因此和其中構成該含發光材料層的所有層被製成不與該連接部分相重疊的情況相比,可以减少製造步驟。
發明詳細說明
下文將參照附圖等詳細說明本發明的具體實施模式。然而,本發明可以各種不同的模式實施,而且熟習此項技術人士可輕易瞭解到這些模式和細節可以各種方式變化而不會偏離本發明的精神和範圍。所以,本發明不應被解釋為受限於下文說明的具體實施模式。
(具體實施模式1)
在本具體實施模式1中,將參照圖1說明可用於本發明發光裝置的主動矩陣發光顯示面板,其中,和薄膜電晶體(TFT)電連接的發光元件所包括的一對電極中,和該TFT不直接電連接的電極(第二電極)不僅和在周邊部分中形成的輔助佈線電連接,還和在像素部分中形成的輔助佈線電連接。
圖1中,在基板101上方的像素部分120中,形成了薄膜電晶體(TFT)。本文中,在像素部分120中形成的並且和發光元件119電連接的TFT稱作控流(current controlling)TFT 102。
在圖1中,控流TFT 102是上閘極型,包括源極區103、汲極區104、通道形成區105、在前三者上方形成的閘極電極107,之間插有閘極絕緣膜106、與源極區103電連接的源極電極109、以及和汲極區104電連接的汲極電極110。
作為基板101,可以採用玻璃基板、石英基板、由絕緣材料諸如以氧化鋁為代表的陶瓷形成的基板、塑膠基板、矽晶片、金屬板、或類似者。
源極區103、汲極區104和通道形成區105係由半導體層形成,在源極區103和汲極區104中加入n型或p型雜質(例如,磷、砷、硼、或類似者)。(應注意的是,在有些情況中,在通道形成區105中也加入少量上述雜質)。該半導體層可以是晶態半導體或者非晶態半導體。而且,可以採用半非晶態半導體或類似者。該半導體層的厚度是10-150nm,較佳為30-70nm。
作為晶態半導體,可採用單晶或多晶矽、矽鍺及類似者。它們可以例如藉由鐳射結晶形成,或者利用鎳或類似者藉由固相磊晶方法結晶而形成。非晶態矽可以作為非晶態半導體的例子。
在此所述的半非晶態半導體是具有位於非晶態結構和晶態結構(包括單晶結構和多晶結構)之間的中間結構的半導體,該中間結構就自由能而言是穩定的第三態,且是具有短程晶序和晶格扭曲的晶態區。此外,該膜至少部分包括晶粒直徑為0.5-20nm的晶粒。拉曼(Raman)光譜偏移到低於520cm 1 的波數側。X射線繞射觀察到據信是來自Si晶體晶格的繞射峰(111)和(220)。為了端接懸空鍵,在半非晶態半導體中含有至少1原子%或以上的氫或鹵素。半非晶態半導體也稱作微晶半導體。
利用氧化矽膜、氮化矽膜、氮氧化矽膜、氧化氮化矽膜、其他含矽絕緣膜、或類似者,以單層或層合形式形成閘極絕緣膜106,且膜厚較佳為10-150nm,更佳為30-70nm。
可以採用下列者作為閘極電極107:由金屬元素諸如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Ba或Nd所形成的膜;由含有上述元素作為其主要組分的合金材料所形成的膜;其中依序層合Mo膜、AL膜和Mo膜的層合膜;其中依序層合Ti膜、Al膜和Ti膜的層合膜;其中依序層合MoN膜、加有Nd的Al膜、和MoN膜的層合膜;其中依序層合Mo膜、加有Nd的Al膜、和Mo膜的層合膜;其中層合Al膜和其上的Cr膜的層合膜;由化合物材料諸如金屬氮化物所形成的膜;用作透明導電膜的ITO(氧化銦錫);IZO(氧化銦鋅)膜,其中氧化銦與2-20[wt%]的氧化鋅(ZnO)混合;具有氧化矽作為組成物的ITO膜;或類似者。閘極電極107的膜厚較佳為200nm或以上,更佳為300-500nm。
在閘極電極107上形成的層間絕緣膜108可以單層形式或多層形式形成。作為該層間絕緣膜108,可以採用由無機材料諸如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或氧化氮化矽,或者有機材料諸如丙烯酸系、聚醯亞胺、聚醯胺或矽氧烷(就矽氧烷而言,骨架結構係由矽(Si)和氧(O)之間的鍵構成)所形成的膜。
可以採用下列者作為形成的源極電極109和汲極電極110,以便藉由在部分層間絕緣膜108中形成的開口分別和源極區103以及汲極區104電連接:藉由在Si、Ge或Si與Ge的化合物中加入摻雜劑以提高導電率而形成的半導體;由金屬元素諸如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr或Ba所形成的膜;由含有上述元素作為其主要組分的合金材料所形成的膜;由化合物材料諸如金屬氮化物所形成的膜;用作透明導電膜的ITO(氧化銦錫);IZO(氧化銦鋅),其中氧化銦與2-20[wt%]的氧化鋅(ZnO)混合;具有氧化矽作為組成物的ITO膜;或類似者。源極電極109和汲極電極110的每一個的膜厚較佳為200nm或以上,更佳為300-500nm。
當形成源極電極109和汲極電極110時,同時形成輔助佈線(第一輔助佈線112和第二輔助佈線113)。亦即,輔助佈線(第一輔助佈線112和第二輔助佈線113)由和源極電極109以及汲極電極110相同的材料形成。
發光元件119的第一電極114係經形成以和控流TFT102的汲極電極110電連接。由於第一電極114和第一緩衝層115相接觸,所以即使當施加在第一電極114上的電壓大於施加到第二電極118上的電壓時(亦即,第一電極114充當陽極的情況),可以不考慮功函數(work function)值來選擇電極材料。
所以,可以採用下列者作為第一電極114的材料:ITO(氧化銦錫);含有氧化矽的ITO;IZO(氧化銦鋅),其中氧化銦和2-20[wt%]的氧化鋅(ZnO)混合;金(Au);鉑(Pt);鈦(Ti);鎳(Ni);鎢(W);鉻(Cr);鉬(Mo);鐵(Fe);鈷(Co);銅(Cu);鈀(Pd);鋁(Al);鎂(Mg);金屬材料的氮化物(例如TiN或類似者);鹼金屬諸如Li或Cs;鹼土金屬諸如Mg、Ca或Sr;含有此類金屬的合金(Mg:Ag,Al:Li);含有此類金屬的化合物(LiF、CsF、CaF2 );含有稀土金屬的過渡金屬;或類似者。
在本發明中,第一電極114可以是充當陽極的電極或充當陰極的電極。在電極充當陽極的情況中,控流TFT102較佳為p-通道TFT,而在電極充當陰極的情況中,控流TFT 102較佳為n-通道TFT。
絕緣體122係經形成以覆蓋第一電極114和輔助佈線(第一輔助佈線112和第二輔助佈線113)的終端部分。絕緣體122係採用有機膜諸如丙烯酸系、矽氧烷、或光阻,或者無機膜諸如氧化矽所形成。絕緣體122可以採用這些無機膜和有機膜的任何一種以單層形式形成,或者可以同時採用無機膜和有機膜以層合形式形成。
在像素部分120中,第一緩衝層115係形成在第一電極114上方。應該注意的是,第一緩衝層115係以在像素部分120中沒有按照每個像素劃分的一個連續膜的形式形成,從而使第一緩衝層115也形成在第一輔助佈線112上方。雖然圖1中所示的第一緩衝層115是一個連續膜,沒有被加工成細微的形狀,但是第一緩衝層115可以按照和下文說明的發光層116相同的方式選擇性地在形成發光元件119的部分中形成。
作為第一緩衝層115,可以採用充當電洞傳輸層的功能層。為了形成電洞傳輸層,可以採用由有機化合物和金屬化合物所形成的用於發光元件的第一複合材料。就用於本發明發光元件的第一複合材料而言,可以採用芳族胺化合物、咔唑衍生物或芳族烴(包括含有至少一個乙烯基骨架的芳族烴)作為該有機化合物。作為用於具體實施模式1的發光元件的第一複合材料,可以採用具體實施模式7中的材料,因此第一複合材料的具體實例即參考具體實施模式7,而在此省略其說明。
發光層116係在第一緩衝層115上方形成,其形成位置和第一電極114部份重叠。和第一緩衝層115不同的是,發光層116並不形成一個連續膜,而是在像素的預定區域中按照每個像素劃分而形成。在本發明中,藉由將發光層116按照每個像素劃分形成所需形狀,而在第一連接部分123中使第一輔助佈線112和第二電極118以將第一緩衝層115和第二緩衝層117夾在中間但不把發光層116夾在中間的方式電連接。
發光層116含有至少一種發光材料。“發光材料”在此是指具有優異的發光效率並能發射所需波長光的材料。該發光層可以是僅採用發光材料所形成的層,或者可以是能隙(LUMO能級和HOMO能級之間的能隙)比發光材料能隙大的材料層,其中分散有發光材料(亦即,含有主體材料和客體材料的層)。作為可用於此具體實施模式1的發光層116的發光材料,可以採用具體實施模式7中的發光材料,因此發光材料的具體實例即參考具體實施模式7,而在此省略其說明。
第二緩衝層117係在發光層116上方形成。由於第二緩衝層117在像素部分120中以一個連續膜的形式形成,沒有被加工成細微形狀,所以第二緩衝層117也形成在第一緩衝層115上方。雖然第二緩衝層117在圖1中以一個連續膜的形式顯示,但是第二緩衝層117可以按照和發光層116相同的方式在形成發光元件119的部分中形成。
作為第二緩衝層117,可以採用用於發光元件的第二複合材料。用於本發明發光元件的第二複合材料是一種將選自電子傳輸材料和雙極性材料的材料與相對於這些材料而言具有施電子性質(施體)的材料結合所成的材料。作為用於此具體實施模式1的發光元件的第二複合材料,可以採用具體實施模式7中的材料,因此第二複合材料的具體實例即參考具體實施模式7,而在此省略其說明。
第二電極118係形成在第二緩衝層117上方。由於第二電極118在像素部分120和周邊部分121中以一個連續膜的形式形成,沒有被加工成細微形狀,所以第二電極118不僅形成在像素部分120中的第二緩衝層117上,也形成在周邊部分121中的第二輔助佈線113上,由此形成了第二連接部分124,在第二連接部分124中第二輔助佈線113和第二電極118係電連接。
由於第二電極118係形成為與第二緩衝層117接觸,所以即使在發光元件119中當在第二電極118上施加的電壓大於在第一電極114上施加的電壓時(亦即,第二電極118充當陰極的情況),可以不考慮功函數值來選擇電極材料。所以,用於第一電極的相同材料可用來形成第二電極118。
如上文所述,根據本發明,第二電極和輔助佈線可以不僅在形成於周邊部分121中的第二連接部分124中電連接,也可以在形成於像素部分120中的第一連接部分123中電連接。由於這種結構,所以即使在下列情況時,也可以在位於和第二輔助佈線113遠距離位置處的像素的第二電極118上以及在位於和第二輔助佈線113近距離位置處的像素的第二電極118上施加電壓,而不會在兩者之間產生延遲:像素部分面積隨著發光顯示面板的變大而變大並且為了獲得更高清晰度增加了像素數目,以及第二電極118係經形成為所有像素的公用電極,換言之,即使第二電極係形成為像素部分中的一個導電層。
在第一像素部分120中形成的第一連接部分123可以按照每個像素形成,或者可以按照每多個像素形成。
(具體實施模式2)
在本具體實施模式中,將參考圖2A-2C的橫截面視圖,說明發光顯示面板的像素部分200中的發光元件與連接部分的範例結構。應該注意的是,在此省略了在圖1中說明過的在基板上的像素部分中形成的TFT(控流TFT、或開關TFT或類似者)、層間絕緣膜、絕緣體、及類似者的說明,以便簡化在每個像素中形成的發光元件和連接部分的結構說明。
如圖2A所示,在基板201上形成了多個發射紅光的像素(像素R(210a))、發射綠光的像素G(210b)和發射藍光的像素B(210c),以及連接部分211。
像素R(210a)具有發光元件R(208a),其中依序層合了第一電極202、第一緩衝層204、發光層R(205a)、第二緩衝層206和第二電極207。像素G(210b)具有發光元件G(208b),其中依序層合了第一電極202、第一緩衝層204、發光層G(205b)、第二緩衝層206和第二電極207。像素B(210c)具有發光元件B(208c),其中依序層合了第一電極202、第一緩衝層204、發光層B(205c)、第二緩衝層206和第二電極207。
在連接部分211中,第一緩衝層204、第二緩衝層206和第二電極207依序層合在輔助佈線203上,輔助佈線203和第二電極207經由第一緩衝層204和第二緩衝層206而電連接。
第一緩衝層204、第二緩衝層206、和第二電極207在像素部分中以連續膜形式形成,沒有被加工成細微形狀,亦即,它們在多個像素(像素R(210a)、像素G(210b)和像素B(210c))及連接部分211中係以連續膜的形式形成。
應該注意的是,雖然在圖2A所示的情況中,每個像素的發光元件包括含發光材料的層,並且由插在一對電極之間的第一緩衝層204、發光層205和第二緩衝層206所構成,但是可以採用下述這種結構:其中,層219含有形成在一對電極(第一電極202和第二電極207)之間的發光材料,並且除了第一緩衝層204、發光層205和第二緩衝層206以外還包括電洞傳輸層214和電子傳輸層216。在將發光層205按照每個像素分開並加工成細微形狀的情況中,此處說明的情況是對各別發光層(發光層R(205a)、發光層G(205b)和發光層B(205c))採用不同的材料。但是,並不局限於上述結構,而可採用同一材料形成發光層。
在圖2C中,所顯示的情況是圖2A中所示的每個發光元件具有圖2B所示的含有發光材料的層的結構。應該注意的是,在圖2C中,對於與圖2A及2B共同的部件,採用了相同的編號及符號。
亦即,多個像素(像素R(220a)、像素G(220b)和像素B(220c))的每一個均具有含有位於第一電極202和第二電極207之間的發光材料的層219,而且在含有發光材料的層219中,第一緩衝層204和第二緩衝層206係按照和圖2A情況相同的方式在像素部分中以連續膜形式形成,沒有被加工成細微形狀。此外,電洞傳輸層214、發光層205(發光層R(205a)、發光層G(205b)和發光層B(205c))及電子傳輸層216係按照各像素(像素R(220a)、像素G(220b)和像素B(220c))的每個發光元件(發光元件R(221a)、發光元件G(221b)和發光元件B(221c))分開,並形成所需的細微形狀。
應該注意的是,同樣在圖2C的情況中,連接部分211具有其中僅第一緩衝層204、第二緩衝層206和第二電極207依序層合在輔助佈線203上的結構,使得輔助佈線203和第二電極207經由第一緩衝層204和第二緩衝層206而電連接。亦即,在圖2A和2C所示的像素部分中的連接部分中,當電洞從第一緩衝層流到輔助佈線時,在第一緩衝層和第二緩衝層之間的介面產生電荷,而且電子從第二緩衝層流到第二電極。流過第二電極的電子隨後經由各像素的發光元件中的第二緩衝層流入發光層。
作為用於此具體實施模式2所述之含有發光材料的層(第一緩衝層204、發光層205、第二緩衝層206、電洞傳輸層214和電子傳輸層216)的材料,可以採用具體實施模式7中的材料,因此該材料的具體實例即參考具體實施模式7,而在此省略其說明。
(具體實施模式3)
在此具體實施模式中,將參考圖3A和3B的橫截面視圖,說明與具體實施模式2不同之發光顯示面板的像素部分300中的發光元件和連接部分的範例結構。應注意的是,此處省略了圖1中說明過的在基板上像素部分中形成的TFT(控流TFT、或開關TFT或類似者)、層間絕緣膜、絕緣體、和類似者的說明,以便簡化對在每個像素中形成的發光元件和連接部分的結構說明。
如圖3A所示,在基板301上形成了多個像素(發射紅光的像素R(310a)、發射綠光的像素G(310b)和發射藍光的像素B(310c))和連接部分311。
像素R(310a)具有發光元件R(308a),其中依序層合了第一電極302、第一緩衝層304、發光層R(305a)、第二緩衝層306和第二電極307。像素G(310b)具有發光元件G(308b),其中依序層合了第一電極302、第一緩衝層304、發光層G(305b)、第二緩衝層306和第二電極307。像素B(310c)具有發光元件B(308c),其中依序層合了第一電極302、第一緩衝層304、發光層B(305c)、第二緩衝層306和第二電極307。
在連接部分311中,第二緩衝層306和第二電極307依序層合在輔助佈線303上,而且輔助佈線303和第二電極307經由第二緩衝層306而電連接。
第二緩衝層306和第二電極307在像素部分中係以連續膜形式形成,沒有被加工成細微形狀,亦即,它們在多個像素(像素R(310a)、像素G(310b)和像素B(310c))和連接部分311中以連續膜的形式形成。
應該注意的是,雖然在圖3A所示的情況中,每個像素的發光元件包括含發光材料的層,並且由插在一對電極之間的第一緩衝層304、發光層305和第二緩衝層306所構成,而且僅第一緩衝層304和發光層(發光層R(305a)、發光層G(305b)和發光層B(305))按照每個像素分開並形成所需形狀,但是發光元件可以具有圖3B所示的結構。如圖3B所示,含有形成在一對電極(第一電極302和第二電極307)之間的發光材料的層係由第一緩衝層304、電洞傳輸層314、發光層305、電子傳輸層316和第二緩衝層306所構成;而且第一緩衝層304、電洞傳輸層314、發光層305和電子傳輸層316係經形成所需形狀。在將發光層305加工成所需之細微形狀的情況中,此處說明的情況是對各個發光層(發光層R(305a)、發光層G(305b)和發光層B(305c))採用不同的材料。但是,並不局限於上述結構,而可採用同一材料形成發光層。
在圖3B的情況中,第一緩衝層304按照每個像素的每個發光元件形成所需形狀,從而使連接部分311具有其中只有第二緩衝層306和第二電極307被依序層合在輔助佈線303上的結構。因此,輔助佈線303和第二電極307經由第二緩衝層306而電連接。亦即,在圖3A和3B所示的像素部分中的連接部分中,電子經由第二緩衝層從輔助佈線流到第二電極。流過第二電極的電子隨後經由每個像素的發光元件中的第二緩衝層流入發光層。
作為用於此具體實施模式3所說明之含有發光材料的層(第一緩衝層304、發光層305、第二緩衝層306、電洞傳輸層314和電子傳輸層316)的材料,可以採用具體實施模式7中的材料,因此該材料的具體實例即參考具體實施模式7,而在此省略其說明。
(具體實施模式4)
在此具體實施模式中,將參考圖4A和4B的橫截面視圖,說明發光顯示面板的像素部分400中的發光元件和連接部分的範例結構,其和具體實施模式2或具體實施模式3不同。應該注意的是,此處省略了圖1中說明過的在基板上的像素部分中形成的TFT(控流TFT、或開關TFT或類似者)、層間絕緣膜、絕緣體及類似者的說明,以便簡化在每個像素中形成的發光元件和連接部分的結構說明。
如圖4A所示,在基板401上形成了多個像素(發射紅光的像素R(410a)、發射綠光的像素G(410b)和發射藍光的像素B(410c))和連接部分411。
像素R(410a)具有發光元件R(408a),其中依序層合了第一電極402、第一緩衝層404、發光層R(405a)、第二緩衝層406和第二電極407。像素G(410b)具有發光元件G(408b),其中依序層合了第一電極402、第一緩衝層404、發光層G(405b)、第二緩衝層406和第二電極407。像素B(410c)具有發光元件B(408c),其中依序層合了第一電極402、第一緩衝層404、發光層B(405c)、第二緩衝層406和第二電極407。
在連接部分411中,第一緩衝層404和第二電極407依序層合在輔助佈線403上,而且輔助佈線403和第二電極407係經由第一緩衝層404而電連接。
第一緩衝層404和第二電極407在像素部分中係以連續膜形式形成,沒有被加工成細微形狀,亦即,它們在多個像素(像素R(410a)、像素G(410b)和像素B(410c))和連接部分411中以連續膜的形式形成。
應該注意的是,雖然在圖4A所示的情況中,每個像素的發光元件包括含發光材料的層,並且由插在一對電極之間的第一緩衝層404、發光層405和第二緩衝層406所構成,而且僅發光層405(發光層R(405a)、發光層G(405b)和發光層B(405c))和第二緩衝層406形成了所需細微形狀,但是也可以採用如圖4B所示的結構。如圖4B所示,含有形成在一對電極(第一電極402和第二電極407)之間的發光材料的層係由第一緩衝層404、電洞傳輸層414、發光層405、電子傳輸層416和第二緩衝層406所構成;而且電洞傳輸層414、發光層405、電子傳輸層416和第二緩衝層406形成了所需形狀。在將發光層405形成所需形狀的情況中,此處說明的情況是對各個發光層(發光層R(405a)、發光層G(405b)和發光層B(405c))採用不同的材料。但是,並不局限於上述結構,可以採用同一材料形成發光層。
在圖4B的情況中,第二緩衝層406係按照每個像素的每個發光元件形成所需形狀,從而使連接部分411具有其中只有第一緩衝層404和第二電極407被依序層合在輔助佈線403上的結構。因此,輔助佈線403和第二電極407係經由第一緩衝層404而電連接。亦即,在圖4A和4B所示的像素部分中的連接部分中,電洞從第一緩衝層流入輔助佈線,且電子經由像素的第二電極和第二緩衝層流入發光層。
作為用於此具體實施模式4所說明的含有發光材料的層(第一緩衝層404、發光層405、第二緩衝層406、電洞傳輸層414和電子傳輸層416)的材料,可以採用具體實施模式7中的材料,因此該材料的具體實例即參考具體實施模式7,而在此省略其說明。
(具體實施模式5)
在此具體實施模式中,將參考圖5A和5B的橫截面視圖及圖6的平面圖,說明本發明發光顯示面板的像素部分500中的TFT、發光元件和輔助佈線的範例結構。圖6的平面圖顯示了第一電極502完成時的狀態以便於說明,而圖5A和5B的橫截面視圖是圖6的平面圖在線A-A’和B-B’處的橫截面視圖,各顯示出藉由在第一電極502上依序層合各層而完成第二電極507時的狀態。對於圖5A、5B和圖6中共用的部件,採用了相同的編號及符號。
圖5A顯示了發光顯示面板的像素部分的一部分,以及形成於基板501上的TFT(圖6中所示的開關TFT 508和控流TFT 509)的一部分,其中僅顯示控流TFT 509。
如圖5A和圖6所示,控流TFT 509係由電連接到區域D 515中的電源線512的源極電極521,電連接到區域E 516中的第一電極502的汲極電極522,包括源極區、汲極區和通道形成區的半導體區523,及閘極電極517所構成。源極電極521係與電源線512整合形成。
開關TFT 508具有和控流TFT 509相似的橫截面結構。如圖6所示,開關TFT 508係由電連接到區域B 513中的源極信號線510的源極電極525,電連接到區域C 514中的控流TFT 509的閘極電極517的汲極電極526,包括源極區、汲極區和通道形成區的半導體區527,以及閘極電極511所構成。
如圖6所示,輔助佈線503係與源極信號線510以及電源線512平行形成。在區域F 518中,提供了用於將第二電極507電連接到輔助佈線503的連接部分520。如圖5A所示,在區域F 518中第一緩衝層504、第二緩衝層506和第二電極507係依序層合在輔助佈線503上,以形成連接部分520。
在圖5A的情況中,第一緩衝層504和第二緩衝層506係形成連續膜形式,沒有被加工成細微形狀,而且對每個像素而言都是共用的,只有發光層按照每個像素分開並形成所需形狀。但是,可以採用這種結構:其中第一緩衝層504或第二緩衝層506採用和發光層505相同的方式也形成按照每個像素分開的所需形狀,如具體實施模式3或4所示者。
而且,雖然在此具體實施模式5的圖5A和5B所示出的情況中,含有發光材料的層係由第一緩衝層504和發光層505(發光層R(505a)和發光層G(505b))所構成,但是並不限於上述結構,也可以採用在含發光材料的層中還包括電洞傳輸層和電子傳輸層的結構。在這種情況中,作為形成這些層的材料,可以採用具體實施模式7中的材料,因此該材料的具體實例即參考具體實施模式7,而在此省略其說明。
而且,圖5A所示的發光層505(發光層R(505a)和發光層G(505b))是藉由採用遮罩諸如金屬遮罩的沈積方法(一種己知的成膜方法,諸如真空沈積法)或類似者將發光層505按照每個像素分開而形成所需形狀的情況。然而,在本發明的情況中,發光層505可以藉由濕式方法(一種已知的成膜方法,諸如噴墨方法或液滴施加方法)或類似者形成所需形狀,如圖5B所示。
在採用濕式方法的情況中,採用了溶劑中溶解(分散)有可用於發光層505的材料的溶液。作為可用於發光層的材料,除了具體實施模式7中所示的材料之外,可以採用聚合物材料(在本說明書中,包括具有合適分子量的化合物,諸如聚合物以及低聚物或枝狀聚合物(dendrimer))。應該注意的是,在採用低分子量材料的情況中,考慮到成膜時的膜品質,可以包括黏結劑(下文中稱為黏結劑材料)。
作為聚合物材料,可以採用聚對苯乙烯(polyparaphenylene vinylene)衍生物、聚噻吩衍生物、聚茀衍生物、聚對苯(polyparaphenylene)衍生物、聚烷基苯(polyalkylphenylene)、聚乙炔衍生物、及類似者。
具體而言,可採用聚(2,5-二烷氧基-1,4-伸苯基乙烯):RO-PPV;聚(2-二烷氧基苯基-1,4-伸苯基乙烯):ROPh-PPV;聚(2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-伸苯基乙烯):MEH-PPV;聚(2,5-二甲基辛基甲矽烷基-1,4-伸苯基乙烯):DMOS-PPV;聚(2,5-二烷氧基-1,4-伸苯):RO-PPP;聚(3-烷基噻吩):PAT;聚(3-己基噻吩):PHT;聚(3-環己基噻吩):PCHT;聚(3-環己基-4-甲基噻吩):PCHMT;聚(3-[4-辛基苯基]-2,2’-雙噻吩):PTOPT;聚(3-(4-辛基苯基)-噻吩):POPT-1;聚(二烷基茀):PDAF;聚(二辛基茀):PDOF;聚丙基苯基乙炔:PPA-iPr;聚丁基苯基苯基乙炔:PDPA-nBu;聚己基苯基乙炔:PHPA;及類似者。
此外,作為用於此類材料的典型溶劑,可以採用甲苯、苯、氯苯、二氯苯、氯仿、1,2,3,4-四氫萘、二甲苯、苯甲醚、二氯甲烷、γ-丁基內酯、丁基賽路蘇(cellsolve)、環己烷、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、二甲基亞碸、環己酮、二噁烷、THF(四氫呋喃)、及類似者。
此外,可以採用聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、酚醛樹脂或類似者作為黏結劑材料。
(具體實施模式6)
在此具體實施模式中,將參考圖7A和7B的橫截面視圖以及圖8的平面圖,說明發光顯示面板的像素部分700中的TFT、發光元件和輔助佈線的範例結構,其與具體實施模式5不同。圖8的平面圖顯示了第一電極702完成時的狀態以便於說明,而圖7A和7B的橫截面圖是圖8的平面圖在線A-A’和B-B’處的橫截面視圖,各顯示出藉由在第一電極702上依序層合各層而完成第二電極707時的狀態。對圖7A、7B和圖8中共用的部件,採用了相同的編號及符號。
圖7A顯示出了發光顯示面板的像素部分的一部分,以及形成於基板701上的TFT(圖8中所示的開關TFT 708和控流TFT 709)的一部分,其中僅顯示控流TFT 709。
如圖8所示,控流TFT 709係由電連接到區域D 715中的電源線712的源極電極,電連接到區域E 716中的第一電極702的汲極電極,包括源極區、汲極區和通道形成區的半導體區,及閘極電極717所構成。
開關TFT 708具有和控流TFT 709相似的橫截面結構,如圖8所示,開關TFT 708係由電連接到區域B 713中的源極信號線710的源極電極725,電連接到區域C 714中的控流TFT 709的閘極電極717的汲極電極726,包括源極區、汲極區和通道形成區的半導體區727,及閘極電極711所構成。源極電極725和源極信號線710整體形成。源極電極725係與源極信號線710整合形成。
此外,如圖8所示,輔助佈線703係與閘極信號線719平行形成。在區域F 718中,形成了用於將第二電極707電連接到輔助佈線703的連接部分720。如圖7A所示,在區域F 718中第一緩衝層704、第二緩衝層706和第二電極707依序層合在輔助佈線703上,以形成連接部分720。
在圖7A的情況中,第一緩衝層704和第二緩衝層706係形成連續膜形式,沒有被加工成細微形狀,而且對每個像素而言都是共用的,只有發光層按照每個像素分開並形成所需形狀。但是,可以採用這種結構:其中第一緩衝層704或第二緩衝層706採用和發光層707相同的方式也形成按照每個像素分開的所需形狀,如具體實施模式3或4所示者。
而且,雖然在此具體實施模式6的圖7A和7B所示出的情況中,含有發光材料的層由第一緩衝層704和發光層705(發光層R(705a)和發光層G(705b))所構成,但是並不限於上述結構,也可以採用在含發光材料的層中還包括電洞傳輸層和電子傳輸層的結構。在這種情況中,作為形成這些層的材料,可以採用具體實施模式7中的材料,因此該材料的具體實例即參考具體實施模式7,而在此省略其說明。
而且,圖7A所示的發光層705(發光層R(705a)和發光層G(705b))是藉由採用遮罩諸如金屬遮罩的沈積方法(一種已知的成膜方法,諸如真空沈積法)或類似者將發光層705按照每個像素分開而形成所需形狀的情況。然而,在本發明的情況中,發光層705可以藉由濕式方法(一種已知的成膜方法,諸如噴墨方法或液滴施加方法)或類似者形成所需形狀,如圖7B所示。
作為用於藉由濕式方法形成發光層705的材料,可以採用具體實施模式5中所示的材料,其說明在此省略。
(具體實施模式7)
在此具體實施模式中,將參考圖9A-9F,說明可用於本發明的發光元件的結構。亦即,在此具體實施模式中說明的發光元件結構可以應用到其他具體實施模式中的發光元件部分。在圖9A-9F的任一情況中,在基板901上形成的發光元件具有這種結構:其中第一電極902、含發光材料的層903和第二電極904依序層合。此外,在此具體實施模式所示的圖9A-9F的情況中,即使在基板上形成有薄膜電晶體時,該電晶體係被視為是包括在基板901中,而省略其相關說明。而且,在此具體實施模式中,第一電極902充當陽極,而第二電極904充當陰極。
在圖9A的情況中,第一電極902係由透明導電膜所形成,第二電極904係由光阻擋(反射性)導電膜所形成,且在發光層907中產生的光係由第一電極902的一側發射(沿著圖中的箭頭方向)。在這種情況中,含有發光材料的層903具有這種結構:其中第一緩衝層905、發光層907和第二緩衝層909係從第一電極902的一側依序層合。可在第一緩衝層905和發光層907之間提供電洞傳輸層906,如圖9A所示。而且,可在發光層907和第二緩衝層909之間提供電子傳輸層908。
作為形成第一電極902的材料,較佳為採用具有透光性質的導電材料。具有透光性質的材料是可見光透射因數為40%或以上、電阻率為1×10 2 Ω cm或以下的膜。
作為形成第一電極902的材料的具體例子,可以採用氧化銦錫(ITO)、含有氧化矽的ITO、其中在氧化銦中混有2-20[wt%]氧化鋅(ZnO)的氧化銦鋅、或類似者。
而且,在為了確保第一電極902所需的透光性質而採用厚度為100nm或以下的薄膜的情況中,可以採用金(Au)、鉑(Pt)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、或者金屬材料的氮化物諸如氮化鈦(TiN)、鋁(Al)、銀(Ag)、鹼金屬、鹼土金屬諸如鎂(Mg)、或者此類金屬的合金(Mg:Ag,Al:Li)或類似者。
在圖9A的情況中,由於第一緩衝層905係與第一電極902接觸,所以可以採用公知具有小功函數的材料,如鋁(Al)、銀(Ag)、鹼金屬、鹼土金屬諸如鎂(Mg)、含有此類金屬的合金(Mg:Ag,Al:Li)及類似者。這是因為藉由提供第一緩衝層905,而能够和具有寬功函數範圍的電極材料形成電阻性接觸。
作為形成第二電極904的材料,較佳為採用具有光阻擋性質(反射性)的導電材料。具有光阻擋性質的導電材料是可見光透射因數小於10%、電阻率為1×10 2 Ω cm或以下的膜。此外,具有反射性的材料是可見光反射因數為40%-100%,較佳為70%-100%,且電阻率為1×10 2 Ω cm或以下的膜。
作為形成第二電極904的材料的具體例子,可以採用金(Au)、鉑(Pt)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、或者金屬材料的氮化物諸如氮化鈦(TiN)、鋁(Al)、銀(Ag)、鹼金屬、鹼土金屬諸如鎂(Mg)、包括此類金屬的合金(Mg:Ag,Al:Li)或類似者。
而且,為了確保第二電極904所需的光阻擋性質(反射性),可以組合使用透光材料和具有光阻擋性質(反射性)的材料。作為透光材料,可以採用ITO、含有氧化矽的ITO、IZO或類似者。
在圖9A的情況中,由於第二緩衝層909係與第二電極904接觸,所以可以採用公知具有大功函數的材料,如ITO、含有氧化矽的ITO、IZO及類似者。這是因為藉由提供第二緩衝層909,而能够和具有寬功函數範圍的電極材料形成電阻性接觸。
對於第一緩衝層905而言,可以採用用於發光元件的第一複合材料,作為具有電洞傳輸性質的材料。在本發明中,用於發光元件的第一複合材料是由金屬化合物與下列物質的任一種所組合構成的:芳族胺化合物、咔唑衍生物和芳族烴(包括具有至少一個乙烯基骨架的芳族烴)。
作為芳族胺化合物,可以採用4,4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫:NPB)、4,4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫:TPD)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(縮寫:TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯胺(縮寫:MTDATA)、4,4’-二[N-{4-(N,N-二-間-甲苯基胺基)苯基}-N-苯基胺基]聯苯(縮寫:DNTPD)、1,3,5-三[N,N-二(間-甲苯基)胺基]苯(縮寫:m-MTDAB)、4,4’,4”-三(N-咔唑基)三苯胺(縮寫:TCTA)、2,3-二(4-二苯基胺基苯基)喹噁啉(縮寫:TPAQn)、2,2’,3,3’-四(4-二苯基胺基苯基)-6,6’-二喹噁啉(縮寫:D-TriPhAQn)、2,3-二{4-[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]苯基}-二苯並[f,h]喹噁啉(縮寫:NPADiBzQn)、及類似者。
作為咔唑衍生物,可以採用下面的通式(1)所示的材料。具體例子可為3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(縮寫:PCzPCA1)、3,6-二[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(縮寫:PCzPCA2)及類似者。採用具有這種結構的咔唑衍生物的發光元件用複合材料,具有較優異的熱安定性和較佳的可靠性。
(在通式(1)中,R1 和R3 可以彼此相同或不同,獨立表示氫、具有1-6個碳原子的烷基、具有6-25個碳原子的芳基、具有5-9個碳原子的雜芳基、芳烷基、和具有1-7個碳原子的醯基中的任一種。Ar1 表示具有6-25個碳原子的芳基或具有5-9個碳原子的雜芳基。R2 表示氫、具有1-6個碳原子的烷基、和具有6-12個碳原子的芳基中的任一種。R4 表示氫、具有1-6個碳原子的烷基、具有6-12個碳原子的芳基、和通式(2)所示的取代基中的任一種。在通式(2)所示的取代基中,R5 表示氫、具有1-6個碳原子的烷基、具有6-25個碳原子的芳基、具有5-9個碳原子的雜芳基、芳烷基、和具有1-7個碳原子的醯基中的任一種。Ar2 表示具有6-25個碳原子的芳基或具有5-9個碳原子的雜芳基。R6 表示氫、具有1-6個碳原子的烷基、和具有6-12個碳原子的芳基中的任一種。)
而且,可以採用下列通式(3)-(6)中的任一種所示的咔唑衍生物。下列通式(3)-(6)中任一種所示的咔唑衍生物的具體例子,可為N-(2-萘基)咔唑(縮寫:NCz)、4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(縮寫:CBP)、9,10-二[4-(N-咔唑基)苯基]蒽(縮寫:BCPA)、3,5-二[4-(N-咔唑基)苯基]聯苯(縮寫:BCPBi)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(縮寫:TCPB)及類似者。
在通式(3)中,Ar表示具有6-42個碳原子的芳族烴基團,n表示1-3的自然數,且R1 和R2 獨立表示氫、具有1-4個碳原子的烷基、和具有6-12個碳原子的芳基中的任一種。
在通式(4)中,Ar表示具有6-42個碳原子的單價芳族烴基團,且R1 和R2 獨立表示氫、具有1-4個碳原子的烷基、和具有6-12個碳原子的芳基中的任一種。
在通式(5)中,Ar表示具有6-42個碳原子的二價芳族烴基團,且R1 -R4 獨立表示氫、具有1-4個碳原子的烷基、和具有6-12個碳原子的芳基中的任一種。
在通式(6)中,Ar表示具有6-42個碳原子的三價芳族烴基團,且R1 -R6 獨立表示氫、具有1-4個碳原子的烷基、和具有6-12個碳原子的芳基中的任一種。
作為芳族烴(包括具有至少一個乙烯基骨架的芳族烴),可採用諸如下列之芳族烴:蒽、9,10-二苯基蒽(縮寫:DPA)、2-第三丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫:t-BuDNA)、稠四苯、紅螢烯和稠五苯。
作為上述金屬化合物,較佳為過渡金屬的氧化物或氮化物,更佳為第4-8族的金屬的氧化物或氮化物。此外,較佳為對上述芳族胺、咔唑衍生物和芳族烴(包括具有至少一個乙烯基骨架的芳族烴)中的任一種具有受電子性質的材料。作為具有該性質的金屬化合物,例如,可採用氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化錸或類似者。除此以外,可以採用諸如下列之金屬化合物:氧化鈦、氧化鉻、氧化鋯、氧化鉿、氧化鉭、氧化鎢或者氧化銀。
在第一緩衝層905中,該金屬化合物較佳為包含在芳族胺、咔唑衍生物或芳族烴(包括具有至少一個乙烯基骨架的芳族烴)中,從而在採用上述任一種物質的情況中使得與這些物質的質量比為0.5-2或者莫耳比為1-4(=金屬化合物/芳族烴)。以此方式,在第一緩衝層905中藉由將金屬化合物與芳族胺、咔唑衍生物或芳族烴(包括具有至少一個乙烯基骨架的芳族烴)的任一種混合,可以抑制這些很容易結晶的材料的結晶作用。
而且,在上述金屬化合物中,氧化鉬在自身形成層時尤其容易結晶;但是,藉由和芳族胺、咔唑衍生物或芳族烴(包括具有至少一個乙烯基骨架的芳族烴)的任一種結合,可以抑制其結晶。以此方式,第一緩衝層905是不容易結晶的層,因為混合的多種材料能互相防止結晶。第一緩衝層905由於導電率高,所以膜厚可為50nm或以上。
發光層907包括至少一種發光材料。發光材料在此是指具有良好發光效率並可發射所需波長光的材料。發光層可以是僅採用發光材料所形成的層,或者可以是由能隙(LUMO能級和HOMO能級之間的能隙)比發光材料能隙大的材料所形成的層,該層中分散有發光材料(亦即,含有主體材料和客體材料的層)。應該注意的是,藉由在發光層中充當主體的發光材料(也稱作主體材料)中分散充當客體的發光材料(也稱作客體材料),可防止光發射因濃度而猝滅。
作為用於發光層907的具體發光材料,下列各種發光材料是有效的:三(8-羥基喹啉)鋁(下面稱作Alq3 )、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(下面稱作Almq3 )、二(10-羥基苯並[h]-羥基喹啉)鈹(下面稱作BeBq2 )、二(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基酚合)鋁(下面稱作BAlq)、二[2-(2’-羥苯基)-苯並噁唑]鋅(下面稱作Zn(BOX)2 )、二[2-(2’-羥苯基)-苯並噻唑]鋅(下面稱作Zn(BTZ)2 )、4-(二氰基亞甲基)-2-異丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久咯啶-9-基)乙烯基]-4H-哌喃(下面稱作DCJTI)、4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久咯啶-9-基)乙烯基]-4H-哌喃(下面稱作DCJT)、4-(二氰基亞甲基)-2-第三丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基久咯啶-9-基)乙烯基]-4H-哌喃(下面稱作DCJTB)、二螢蒽嵌苯(periflanthene)、1,4-二[2-(10-甲氧基-1,1,7,7-四甲基久咯啶-9-基)乙烯基]-2,5-二氰基苯、N,N’-二甲基喹吖酮(下面稱作DMQd)、香豆素6、香豆素545T、9,10-二(2-萘基)-2-第三丁基蒽(下面稱作t-BuDNA)、9,9’-聯蒽、9,10-二苯基蒽(下面稱作DPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(下面稱作DNA)、二(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基酚合-鎵(下面稱作BGaq)、二(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基酚合)鋁(下面稱作BAlq)、三(2-苯基吡啶-N,C2 , )銥(下面稱作Ir(ppy)3 )、(2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉)鉑(下面稱作PtOEP)、二{2-[3’,5’-二(三氟甲基)苯基]吡啶-N,C2 , }銥(III)甲基吡啶化物(下面稱作Ir(CF3 ppy)2 (pic))、二[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶-N,C2 , ]銥(III)乙醯丙酮化物(下面稱作FIr(acac))、二[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶-N,C2 , ]銥(III)甲基吡啶化物(下面稱作FIr(pic))及類似者。
在發光層是藉由組合主體材料和客體材料所形成的情況中,可以藉由組合上述發光材料和下面說明的主體材料來形成發光層。
作為具體的主體材料,可以採用下列者:三(8-羥基喹啉)鋁(下面稱作Alq3 )、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(下面稱作Almq3 )、二(10-羥基苯並[h]-羥基喹啉)鈹(下面稱作BeBq2 )、二(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基酚合)鋁(下面稱作BAlq)、二[2-(2’-羥苯基)-苯並噁唑]鋅(下面稱作Zn(BOX)2 )、二[2-(2’-羥苯基)-苯並噻唑]鋅(下面稱作Zn(BTZ)2 )、9,10-二(2-萘基)-2-第三丁基蒽(下面稱作t-BuDNA)、9,10-二(2-萘基)蒽(下面稱作DNA)、二(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基酚合-鎵(下面稱作BGaq)、4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(下面稱作CBP)、4,4’,4”-三(N-咔唑基)三苯胺(下面稱作TCTA)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)-三(1-苯基-1H-苯並咪唑)(下面稱作TPBi)、TPAQn及類似者。
而且,對於第二緩衝層909而言,可以採用用於發光元件的第二複合材料。用於本發明發光元件的第二複合材料係由選自電子傳輸材料和雙極性材料的至少一種材料與相對於這些材料而言具有施電子性質的材料(施體)組合而構成。就電子傳輸材料和雙極性材料而言,較佳為電子遷移率為1×10 6 cm2 /Vs或以上的材料。
作為電子傳輸材料和雙極性材料,可以採用在下面對電子傳輸層908的說明中所述的材料。而且,較佳為從電子傳輸材料和雙極性材料中選擇電子親和力比用於形成電子傳輸層908的材料大的材料。
作為具有施電子性質的材料(施體),可以採用選自鹼金屬和鹼土金屬的材料:尤其是諸如鋰(Li)、鈣(Ca)、鈉(Na)、鉀(K)或鎂(Mg)的鹼金屬或鹼土金屬。此外,鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼金屬氮化物、鹼土金屬氮化物,尤其是氧化鋰(Li2 O)、氧化鈣(CaO)、氧化鈉(Na2 O)、氧化鉀(K2 O)、氧化鎂(MgO)、氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2 )或類似者,可用作具有施電子性質的材料。
第二緩衝層909可以僅由上述具有施電子性質(施體)的材料形成。
電洞傳輸層906是電洞傳輸性能優異的層,具體而言,電洞傳輸層906較佳為由電洞遷移率為1×10 6 cm2 /Vs或以上的電洞傳輸材料或雙極性材料所形成。電洞傳輸材料是電洞遷移率比電子遷移率高的材料,較佳為電洞遷移率對電子遷移率的比值(=電洞遷移率/電子遷移率)大於100的材料。
作為電洞傳輸材料,較佳為例如基於芳族胺(即,具有苯環-氮鍵的物質)的化合物。廣泛使用的物質有,例如N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-聯苯基-4,4’-二胺(下面稱作TPD);4,4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-胺基]聯苯(下面稱作NPB),它是一種衍生物;星爆(star burst)芳族胺化合物諸如4,4’,4”-三(N-咔唑基)-三苯胺(下面稱作TCTA)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(下面稱作TDATA)或4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯胺(下面稱作MTDATA)。
雙極性材料是一種如下所述的材料:當電子遷移率和電洞遷移率互相比較時,一種載子的遷移率和另一種載子的遷移率的比值是100或以下,較佳為10或以下。作為雙極性材料,可採用例如2,3-二(4-二苯基胺基苯基)喹噁啉(縮寫:TPAQn)、2,3-二{4-[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]苯基}-二苯並[f,h]喹噁啉(縮寫:NPADiBzQn)及類似者。具體而言,在雙極性材料中,較佳為使用電洞遷移率和電子遷移率為1×10 6 cm2 /Vs或以上的材料。
電子傳輸層908是電子傳輸性能優異的層,具體而言,電子傳輸層908較佳為由電子遷移率為1×10 6 cm2 /Vs或以上的電子傳輸材料或雙極性材料所形成。電子傳輸材料是電子遷移率比電洞遷移率高的材料,較佳為電子遷移率對電洞遷移率的比值(=電子遷移率/電洞遷移率)大於100的材料。
就具體的電子傳輸材料而言,較佳為具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬錯合物諸如上述的Alq3 、Almq3 或BeBq2 ;BAlq,它是混合配體錯合物;或類似者。此外,也可以採用具有噁唑基或噻唑基配體的金屬錯合物,諸如Zn(BOX)2 或者Zn(BTZ)2 。而且,可以採用噁二唑衍生物,諸如2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(下面稱作PBD)或1,3-二[5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(下面稱作OXD-7);三唑衍生物,諸如3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑(下面稱作TAZ)或3-(4-聯苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑(下面稱作p-EtTAZ);菲啉衍生物,諸如紅菲繞啉(下面稱作BPhen)或浴銅靈(下面稱作BCP);和4,4-二(5-甲基苯並噁唑基-2-基)芪(下面稱作BzOs),或類似者,以及金屬錯合物。應該注意的是,上述材料可用作雙極性材料。
在圖9B的情況中,第二電極904由透明導電膜形成,第一電極902由光阻擋(反射性)導電膜形成,在發光層907中產生的光從第二電極904的一側發出(沿著圖中箭頭方向)。在此情況中,構成含發光材料的層903的層合結構和圖9A的結構相同。此外,在圖9B中,可以採用和圖9A中相同的材料形成和圖9A中相同的編號及符號表示的層(在含有發光材料的層903中所包括的各層),除了第一電極902和第二電極904以外,故其有關說明在此省略。
就用於形成圖9B的第一電極902的材料而言,較佳為採用具有光阻擋性質(反射性)的導電材料。
就用於形成第一電極902的材料的具體例子而言,可以舉出金(Au)、鉑(Pt)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、或金屬材料的氮化物諸如氮化鈦(TiN)、鋁(Al)、銀(Ag)、鹼金屬、鹼土金屬諸如鎂(Mg)、此類金屬的合金(Mg:Ag,Al:Li)或類似者。此外,在為了確保第一電極902所需的光阻擋性質(反射性)而將其和具有光阻擋性質(反射性)的材料層合的情況中,可以採用透光材料:ITO、含有氧化矽的ITO、IZO或類似者。
在圖9B的情況中,由於第一緩衝層905和第一電極902接觸,所以可以採用公知的具有小功函數的材料,如鋁(Al)、銀(Ag)、鹼金屬、鹼土金屬諸如鎂(Mg)、含有此類金屬的合金(Mg:Ag,Al:Li)及類似者。這是因為藉由提供第一緩衝層905,可以和具有寬範圍功函數的電極材料形成電阻性接觸。
較佳為採用具有透光性質的導電材料作為形成第二電極904的材料。就用於形成第二電極904的材料的具體例子而言,可以採用ITO、含有氧化矽的ITO、IZO或類似者。而且,在為了確保第二電極904所需透光性質而採用厚度為100nm或以下的薄膜的情況中,可以採用金(Au)、鉑(Pt)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、金屬材料的氮化物諸如氮化鈦(TiN)、鋁(Al)、銀(Ag)、鹼金屬、鹼土金屬諸如鎂(Mg)、此類金屬的合金(Mg:Ag,Al:Li)或類似者。
在圖9C的情況中,第一電極902和第二電極904係由透明導電膜形成,在發光層907中產生的光從第一電極902側以及第二電極904側發出(沿著圖中箭頭方向)。在此情況中,構成含發光材料的層903的層合結構係與圖9A中的結構相同。此外,在圖9C中,可以採用和圖9A中相同的材料形成和圖9A中相同的編號及符號表示的層或電極(第一電極902和在含有發光材料的層903中包括的各層),除了第二電極904以外,故其有關說明在此省略。
在圖9D的情況中,第一電極902由透明導電膜形成,第二電極904由光阻擋(反射性)導電膜形成,且在發光層907中產生的光係從第一電極902側發出(沿著圖中箭頭方向)。在此情況中,和圖9A-9C所示的情況不同的是,含有發光材料的層903具有下述結構:其中第二緩衝層909、發光層907、和第一緩衝層905係從第一電極902側依序層合。如圖9D所示,可在第二緩衝層909和發光層907之間提供一電子傳輸層908。此外,在發光層907和第一緩衝層905之間可提供一電洞傳輸層906。
此外,在圖9D中,可以採用和圖9A中相同的材料形成和圖9A中相同的編號及符號表示的層或電極,故其相關說明在此省略。
在圖9E的情況中,第二電極904由透明導電膜形成,第一電極902由光阻擋(反射性)導電膜形成,且在發光層907中產生的光係從第二電極904側發出(沿著圖中箭頭方向)。在此情況中,構成含有發光材料的層903的層合結構和圖9D中的結構相同。此外,在圖9E中,可以採用和圖9B中相同的材料形成和圖9B中相同的編號及符號表示的層或電極,故其相關說明在此省略。
在圖9F的情況中,第一電極902和第二電極904由透明導電膜形成,且在發光層907中產生的光係從第一電極902側以及第二電極904側發出(沿著圖中箭頭方向)。在此情況中,構成含有發光材料的層903的層合結構和圖9D中的結構相同。此外,在圖9F中,可以採用和圖9C中相同的材料形成和圖9C中相同的編號及符號表示的層或電極,故其相關說明在此省略。
(具體實施模式8)
在此具體實施模式中,將參考圖10A和10B說明發光顯示面板的外部視圖,以作為顯示面板的例子。圖10A是在第一基板和第二基板之間採用密封劑1005密封的面板的頂視圖。圖10B是和圖10A中的線A-A’以及線B-B’相對應的橫截面視圖。
在圖10A中,用虛線表示的參考編號1001、1002和1003分別是源極側驅動電路、像素部分和閘極側驅動電路。此外,1004是基板,1005是密封劑,還有被密封劑1005圍繞的內部空間。密封劑較佳為具有高黏度的環氧基樹脂。此外,密封劑宜為不透水氣或氧的材料。
參考編號1036係表示用於將輸入的信號傳遞到源極側驅動電路1001和閘極側驅動電路1003的佈線,它從外部輸入端FPC 1009(撓性印刷電路)接收視頻信號或時鐘信號。應該注意的是,雖然在圖中僅示出了FPC,但該連接佈線1036係電連接到外部電源上。
接下來,將參考圖10B說明橫截面結構。驅動電路和像素部分係形成在基板1010上,且此處顯示了源極側驅動電路1001(作為驅動電路之一)和像素部分1002。
源極側驅動電路1001包括其中組合了n-通道TFT1013和p-通道TFT 1014的CMOS電路。或者,驅動電路可以採用TFT形成PMOS電路或NMOS電路。雖然在此具體實施模式中,係顯示其中驅動電路形成在基板上的驅動器整合類型,但是驅動電路並非必需形成在基板上,而是可以在外部形成的。
像素部分1002包括多個像素,每個像素包括開關TFT 1011,在其中輸入來自源極側驅動電路的視頻信號;和開關TFT 1011連接的控流TFT 1012,其具有控制發光元件亮度的功能;及電連接到控流TFT 1012的汲極的第一電極(陽極)1006。
作為該等TFT 1013、1014、1011和1012的層間絕緣膜1023,可以採用無機材料(氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或類似者)、含有有機材料(聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯亞胺醯胺、苯並環丁烯或矽氧烷聚合物)作為主要組分的材料。
此外,在第一電極1006的各邊上形成絕緣體1024(也稱作堤層(bank)、分隔壁(partition wall)、阻擋層(barrier)、護堤(mound)或類似者)。為了提高在絕緣體1024上形成的膜的覆蓋率,絕緣體1024係形成為在頂端或底端具有曲率的彎曲表面。在第一電極1006上,形成含有發光材料、並且依序層合了第一緩衝層1025、發光層1026、第二緩衝層1027及類似者的層1015。該含有發光材料的層1015可以進一步包括電洞傳輸層和電子傳輸層。而且,在含有發光材料的層1015上形成第二電極1016。以此方式,形成包括第一電極(陽極)1006、含發光材料的層1015和第二電極(陰極)1016的發光元件1018。就此具體實施模式中所述的該含有發光材料的層1015而言,可以採用在其他具體實施模式中說明的用於含發光材料層的材料。此外,在此具體實施模式的情況中,發光元件1018發出光至基板1010側。
此外,輔助佈線1008和1038與TFT(1013、1014、1011和1012)的源極電極和汲極電極形成在同一層中。在連接部分1019中輔助佈線1008電連接到第二電極1016上,且在連接部分1034中輔助佈線1035藉由夾在它與第二電極1016之間的第一緩衝層1025和第二緩衝層1027而電連接到第二電極1016上。
此外,輔助佈線1035電連接到連接佈線1036上,並經由FPC(撓性印刷電路)1009而電連接到外部電源上。連接佈線1036和FPC 1009經由各向異性的導電膜(或各向異性的導電樹脂)1037而電連接。連接佈線1036是用於將輸入的信號傳遞到源極側驅動電路1001和閘極側驅動電路1003的佈線,它從外部輸入端FPC 1009接收視頻信號或時鐘信號。
為了對在基板1010上形成的發光元件1018進行密封,採用密封劑1005黏合基板1004。應該注意的是,為了在基板1004和發光元件1008之間保持間距,可以提供由樹脂膜形成的分隔物。密封劑1005內部的空間填充有惰性氣體諸如氮。
基板1004在其某部分具有下凹部分,在該下凹部分中提供了乾燥劑1033,用以吸收密封空間內部的水氣。就該乾燥劑1033而言,較佳為採用藉由化學吸附作用吸附水(H2 O)的物質,諸如鹼土金屬氧化物諸如氧化鈣(CaO)或氧化鋇(BaO)。但是,本發明不限於此,也可以採用藉由物理吸附作用吸附水的物質,諸如沸石或矽膠。
在上述方式中,藉由形成將發光元件密封在內部空間中的發光顯示面板,該發光元件可以完全和外界隔離,防止了會加速有機化合物層惡化的物質諸如水分和氧氣從外面進入。藉由將外部電路諸如電源電路和控制器連接到本文所示的發光顯示面板上,可以形成發光顯示模組。
應該注意的是,具體實施模式1-7的任一種均可用於此具體實施模式。
(具體實施模式9)
在此具體實施模式中,將參考圖11A-11C說明在本發明的發光顯示面板中安裝驅動電路的方法。
在圖11A所示的情況中,源極側驅動電路1102和閘極側驅動電路1103a及1103b係安裝在像素部分1101的周邊處。亦即,藉由採用各向異性導電黏結劑和各向異性導電膜的公知安裝方法、COG方法、佈線連接方法、利用焊錫球(solder bump)的回流處理或類似者,將IC晶片1105安裝在基板1100上,而實現源極側驅動電路1102和閘極側驅動電路1103a和1103b的安裝。此外,IC晶片1105經由FPC(撓性印刷電路)1106連接到外部電路上。
源極側驅動電路1102的部分,例如類比開關,可以整合在基板上,而它的其他部分可以藉由IC晶片分開安裝。
此外,在圖11B的情況中,像素部分1101、閘極側驅動電路1103a和1103b及類似者係整合在基板上,源極側驅動電路1102及類似者則藉由IC晶片分開安裝。亦即,IC晶片1105安裝在基板1100上,如此相應地安裝了源極側驅動電路1102及類似者,而在基板上藉由安裝方法諸如COG方法整合有像素部分1101、閘極側驅動電路1103a和1103b及類似者。此外,IC晶片1105經由FPC 1106連接到外部電路上。
源極側驅動電路1102的部分,例如類比開關,可以整合在基板上,而它的其他部分可以藉由IC晶片分開安裝。
而且,在圖11C的情況中,源極側驅動電路1102及類似者係採用TAB方法安裝。IC晶片1105經由FPC 1106連接到外部電路上。雖然在圖11C的情況中源極側驅動電路1102及類似者係藉由TAB方法安裝,但是閘極側驅動電路及類似者也可以藉由TAB方法安裝。
當IC晶片1105藉由TAB方法安裝時,像素部分相對於基板而言可以寬形式提供,因此,可以獲得變窄的框架。
此外,可以提供在玻璃基板上形成的IC(下面稱作驅動IC),以替代IC晶片1105。就IC晶片1105而言,係從圓形矽晶片上截取IC晶片;所以,母基板的形狀受到限制。另一方面,驅動IC的母基板是玻璃製成的,其形狀沒有限制;因此,可以提高生產力。所以,驅動IC的形狀和尺寸可以隨意設置。例如,在形成的驅動IC的長側長度為15-80mm的情況中,和安裝IC晶片的情況相比,可以减少所需的IC晶片數目。結果,可以减少連接端的數目,而改善製造產率。
可以採用在基板上形成的晶態半導體來形成驅動IC,該晶態半導體可以藉由連續波雷射光進行照射而形成。用連續波雷射光進行照射所形成的半導體膜的晶粒直徑大,晶體缺陷少。因此,具有這種半導體膜的電晶體具有有利的遷移率和回應速度,並能够高速驅動,這對於驅動IC而言是較為理想的。
(具體實施模式10)
下列者可以作為裝有本發明發光裝置的電子裝置:電視設備(也簡稱為TV或者電視接收器)、照相機諸如數位相機或數位攝影機、携帶型電話設備(也簡稱為携帶型電話手機或携帶型電話)、携帶型資訊終端機諸如PDA、携帶型遊戲機、電腦監視器、電腦、音頻複製設備諸如汽車音響、具有記錄介質的影像複製設備諸如家庭遊戲機、及類似者。現將參考圖12A-12E說明其較佳模式。
圖12A所示的電視設備包括主體8001、顯示部分8002、及類似者。本發明的發光裝置可應用於顯示部分8002。在本發明的發光裝置中,電連接到發光元件的第二電極的輔助佈線也在發光顯示面板的像素部分中形成,所以能够限制施加到像素的每個發光元件上的電壓變化。因此,能够防止像素部分中的像素之間出現亮度不一致,而可以提供能够實現優異影像顯示的電視設備。
圖12B所示的携帶型資訊終端機設備包括主體8101、顯示部分8102、及類似者。本發明的發光裝置可應用於顯示部分8102。在本發明的發光裝置中,電連接到發光元件的第二電極的輔助佈線也在發光顯示面板的像素部分中形成,所以能够限制施加到像素的每個發光元件上的電壓變化。因此,能够防止像素部分中的像素之間出現亮度不一致,而可以提供能够實現優異影像顯示的携帶型資訊終端機設備。
圖12C所示的數位攝影機包括主體8201、顯示部分8202、及類似者。本發明的發光裝置可應用於顯示部分8202。在本發明的發光裝置中,電連接到發光元件的第二電極的輔助佈線也在發光顯示面板的像素部分中形成,所以能够限制施加到像素的每個發光元件上的電壓變化。因此,能够防止像素部分中的像素之間出現亮度不一致,而可以提供能够實現優異影像顯示的數位攝影機。
圖12D所示的携帶型電話手機包括主體8301、顯示部分8302、及類似者。本發明的發光裝置可應用於顯示部分8302。在本發明的發光裝置中,電連接到發光元件的第二電極的輔助佈線也在發光顯示面板的像素部分中形成,所以能够限制施加到像素的每個發光元件上的電壓變化。因此,能够防止像素部分中的像素之間出現亮度不一致,而可以提供能够實現優異影像顯示的携帶型電話手機。
圖12E所示的携帶型電視設備包括主體8401、顯示部分8402、及類似者。本發明的發光裝置可應用於顯示部分8402。在本發明的發光裝置中,電連接到發光元件的第二電極的輔助佈線也在發光顯示面板的像素部分中形成,所以能够限制施加到像素的每個發光元件上的電壓變化。因此,能够防止像素部分中的像素之間出現亮度不一致,而可以提供能够實現優異影像顯示的携帶型電視設備。此外,本發明的發光裝置可廣泛用於各種電視設備,諸如併入携帶型終端機諸如携帶型電話手機中的小尺寸電視設備、携帶型中等尺寸的電視設備、和大尺寸的電視設備(例如,尺寸為40吋或以上)。
如上文所述,藉由採用能够防止像素部分中的像素之間出現亮度不一致的本發明發光裝置,可以提供能够實現優異影像顯示的電子設備。
[具體實施方案1]
就本發明的發光顯示面板而言,係在像素部分中形成了發光元件和第一連接部分,在周邊部分中形成了第二連接部分,該第一連接部分由一對導體(本說明書中說明的輔助佈線和第二電極)和插在該等導體間的緩衝層(本說明書中說明的第一緩衝層和第二緩衝層中的一個或兩者)所構成,該第二連接部分的結構中緩衝層沒有插在導體對之間。
包括在發光元件的一部分中的第二電極係電連接至輔助佈線,而施加於該第二電極上的電壓係透過該輔助佈線由外部供給。所以,當輔助佈線和第二電極之間的電連接不足時,便無法在第二電極上施加充足的電壓,而該發光元件的裝置特性即惡化。
所以,在本具體實施方案中,製備了圖13A-13C所示的元件(包括發光元件、第一連接部分和第二連接部分),並測量了在採用第一連接部分的情況中(即電壓從第一連接部分施加到發光元件的第二電極上)發光元件的裝置特性。
首先,將說明圖13A-13C中所示元件的結構及其製備方法。就圖13A-13C所示的元件而言,在基板1301上形成發光元件的第一電極1302、第一輔助佈線1303、和第二輔助佈線1304。在本具體實施方案中,第一電極1302充當陽極。第一電極1302和第一輔助佈線1303藉由濺射方法採用ITO形成厚度為110nm的透明導電膜。第二輔助佈線1304藉由濺射方法採用層合膜形式形成,該層合膜中在Al膜(300nm)上層合了Ti膜(100nm)。就在此採用的濺射方法而言,可以舉出的例子有雙極濺射方法、離子束濺射方法、相對靶濺射方法及類似者。第一電極1302、第一輔助佈線1303和第二輔助佈線1304每個的尺寸被設置為2mm×2mm。
在第一電極(陽極)1302上形成含發光材料的層。應該注意的是,本具體實施方案的含發光材料的層具有層合結構,包括從第一電極1302側開始的第一緩衝層1305、電洞傳輸層1306、發光層1307、電子傳輸層1308和第二緩衝層1309。
在圖13A-13C中,顯示了彼此在層合結構上部分不同的元件。在圖13A-13C中,發光元件1300和第二連接部分1312的層合結構是相同的,而第一連接部分1311、1321和1331的層合結構互不相同。發光元件1300的層合結構中,層合了第一電極1302、第一緩衝層1305、電洞傳輸層1306、發光層1307、電子傳輸層1308和第二電極1310。第二連接部分1312的層合結構中層合了第二輔助佈線1304和第二電極1310。在圖13A的第一連接部分1311中,形成了第一緩衝層1305和第二緩衝層1309,都層合在第一輔助佈線1303上。在圖13B的第一連接部分1321中,形成了第二緩衝層1309和第二電極1310,都層合在第一輔助佈線1303上。在圖13C的第一連接部分1331中,形成了第一緩衝層1305和第二電極1310,都層合在第一輔助佈線1303上。應該注意的是,在圖13A-13C的任一種中,電洞傳輸層1306、發光層1307和電子傳輸層1308都僅形成在第一電極1302上。
將其上形成了第一電極1302、第一輔助佈線1303和第二輔助佈線1304的基板固定於可購買到的真空沈積系統的基板支架上,使其上形成有第一電極1302及類似者的表面向下放置。在真空沈積系統內的一個蒸發源裏放入DNTPD,在另一蒸發源裏放入氧化鉬作為金屬化合物,從而採用電阻加熱藉由共蒸鍍方法形成厚度為120nm的第一緩衝層1305。在此形成的第一緩衝層1305中的DNTPD對氧化鉬的重量比設為1:0.5(莫耳比設為1:1.8)(=DNTPD:氧化鉬)。
在形成圖13A與13C的元件的情況中,利用遮罩在第一電極1302和第一輔助佈線1303上的所需位置處形成第一緩衝層1305。在形成圖13B的元件的情況中,利用遮罩在第一電極1302上的所需位置形成第一緩衝層1305。
接下來,採用具有優異電洞傳輸性質的材料形成電洞傳輸層1306。在此,採用電阻加熱藉由沈積方法將作為具有優異電洞傳輸性質的材料NPB沈積至10nm厚。利用遮罩在第一電極1302上的所需位置形成電洞傳輸層1306。
接下來,形成發光層1307。應該注意的是,當電洞和電子在發光層1307中重組時發光。在此,採用Alq3 和香豆素6藉由共蒸鍍方法(也用於形成緩衝層)形成厚度為40nm的發光層1307。Alq3 和香豆素6的重量比設為1:0.01(莫耳比是1:0.013)(=Alq3 :香豆素6)。以此方式,香豆素6係分散並包含在Alq3 層中。同樣利用遮罩在第一電極1302上的所需位置形成發光層1307。
接下來,形成電子傳輸層1308。採用Alq3 藉由共蒸鍍方法(也用於形成電洞傳輸層1306)形成厚度為15nm的電子傳輸層1308。同樣利用遮罩在第一電極1302上的所需位置形成電子傳輸層1308。
接下來,形成第二緩衝層1309。採用BCP和Li藉由共蒸鍍方法(也用於形成第一緩衝層1305)形成厚度為15nm的第二緩衝層1309。
在形成圖13A和13B的元件的情況中,利用遮罩在第一電極1302和第一輔助佈線1303上的所需位置形成第二緩衝層1309。在形成圖13C的元件的情況中,利用遮罩在第一電極1302上的所需位置形成第二緩衝層1309。
在以上述方式形成了含發光材料的具有層合結構的層之後,藉由濺射方法或沈積方法形成充當陰極的第二電極1310。在此具體實施方案中,係藉由沈積方法在含有發光材料的層上沈積厚度為200nm的鋁來形成第二電極1310。第二電極1310係形成在第一電極1302、第一輔助佈線1303和第二輔助佈線1304上。
在以上述方式製備的元件中,測量了圖13A所示的元件在使用第一連接部分的情況中(亦即,電壓從第一連接部分施加到發光元件的第二電極)的電流-電壓特性、亮度-電壓特性、和電流效率-亮度特性。結果分別示於圖14-16中,用黑圓圈(發光元件(1))表示。此外,測量了圖13B所示元件在使用第一連接部分的情況中的電流-電壓特性、亮度-電壓特性、和電流效率-亮度特性。結果分別示於圖17-19中,用黑圓圈(發光元件(2))表示。此外,測量了圖13C所示元件在使用第一連接部分的情況中的電流-電壓特性、亮度-電壓特性、和電流效率-亮度特性。結果分別示於圖20-22中,用黑圓圈(發光元件(3))表示。
具體而言,第一發光元件(1)(在圖13A中,和第一連接部分1311組合的發光元件1300)具有下述結構:其中,第一電極1302:ITO(110nm)、第一緩衝層1305:(DNTPD,MoO3 )(120nm)、電洞傳輸層1306:NPB(10nm)、發光層1307:Alq3 +香豆素6(40nm)、電子傳輸層1308:Alq3 (40nm)、第二緩衝層1309:BCP+Li(15nm)、第二電極1310:Al(110nm)、第二緩衝層1309:BCP,Li(15nm)、第一緩衝層1305:(DNTPD,MoO3 )(120nm)、和第一輔助佈線1303:ITO(100nm)依序彼此接觸。
具體而言,第一發光元件(2)(在圖13B中,和第一連接部分1321組合的發光元件1300)具有下述結構:其中,第一電極1302:ITO(110nm)、第一緩衝層1305:(DNTPD,MoO3 )(120nm)、電洞傳輸層:NPB(10nm)、發光層:Alq3 +香豆素6(40nm)、電子傳輸層:Alq3 (40nm)、第二緩衝層1309:BCP+Li(15nm)、第二電極1310:Al(110nm)、第二緩衝層1309:BCP,Li(15nm)、和第一輔助佈線1303:ITO(100nm)依序彼此接觸。
具體而言,第一發光元件(3)(在圖13C中,和第一連接部分1331組合的發光元件1300)具有下述結構:其中,第一電極1302:ITO(110nm)、第一緩衝層1305:(DNTPD,MoO3 )(120nm)、電洞傳輸層:NPB(10nm)、發光層:Alq3 ,香豆素6(40nm)、電子傳輸層:Alq3 (40nm)、第二緩衝層1309:BCP,Li(15nm)、第二電極1310:Al(110nm)、第一緩衝層1305:(DNTPD,MoO3 )(120nm)、和第一輔助佈線1303:ITO(100nm)依序彼此接觸。
在每個都採用了第一連接部分的發光元件(1)、(2)和(3)的電流一電壓特性中(圖14、17和20),在任一種情況中當施加7V電壓時流過大約1.0mA的電流。結果顯示即使在第一緩衝層1305和第二緩衝層1309之一或二者夾在第二電極1310和第一輔助佈線1303之間的情況中(其中採用了第一連接部分的情況),電流也會充足地流入發光元件的含發光材料的層中。
此外,在每個都採用了第一連接部分的發光元件(1)、(2)和(3)的亮度-電壓特性中(圖15、18和21),在任一種情況中當施加6V電壓時獲得大約1000cd/m2 的亮度。結果顯示即使在第一緩衝層1305和第二緩衝層1309之一或二者夾在第二電極1310和第一輔助佈線1303之間的情況中(其中採用了第一連接部分的情況),也能够獲得較佳的亮度-電壓特性。
此外,在每個都採用了第一連接部分的發光元件(1)、(2)和(3)的電流效率-亮度特性中(圖16、19和22),在任一種情況中亮度為100cd/m2 時的電流效率大約是13cd/A。結果顯示在發光元件的含發光材料層中電洞和電子存在著良好的平衡,它們處於能够有效重組的環境中。
(比較實施例1)
為與上述說明進行比較,測量了圖13A-13C的發光元件1300在採用第二連接部分1312的情況中的元件特性,該發光元件分別記為發光元件(1’)、發光元件(2’)和發光元件(3’)。在圖14-16中分別顯示圖13A中具有第二連接部分1312的發光元件1300的電流-電壓特性、亮度-電壓特性、和電流效率-亮度特性,用白圓圈表示(發光元件(1’))。此外,在圖17-19中分別顯示圖13B中具有第二連接部分1312的發光元件1300的電流-電壓特性、亮度-電壓特性、和電流效率-亮度特性,用白圓圈表示(發光元件(2’))。此外,在圖20-22中分別顯示圖13C中具有第二連接部分1312的發光元件1300的電流-電壓特性、亮度-電壓特性、和電流效率-亮度特性,用白圓圈表示(發光元件(3’))。
應該注意的是,圖13A的發光元件(1’)的結構、圖13B的發光元件(2’)的結構和圖13C的發光元件(3’)的結構相同,即為下述結構:其中,第一電極1302:ITO(110nm)、第一緩衝層1305:(DNTPD,MoO3 )(120nm)、電洞傳輸層:NPB(10nm)、發光層:Alq3 ,香豆素6(40nm)、電子傳輸層:Alq3 (40nm)、第二緩衝層1309:BCP,Li(15nm)、第二電極1310:Al(110nm)、和第二輔助佈線1304:Ti(100nm)、Al(300nm)依序彼此接觸。
在發光元件(1’)到發光元件(3’)的任一種種情況中,在電流-電壓特性(圖14、17和20)方面,為了提供1.0mA的電流,需要施加大約6.8V的電壓。亦即,發光元件(1’)、發光元件(2’)和發光元件(3’)顯示出與本發明的發光元件(1)、發光元件(2)和發光元件(3)相當的元件特性。
在發光元件(1’)到發光元件(3’)的任一種種情況中,在圖13A-13C所示元件結構的情況中的亮度-電壓特性(圖15、18和21)方面,為了獲得大約1000cd/m2 的亮度,需要施加大約5.5V的電壓。亦即,發光元件(1’)、發光元件(2’)和發光元件(3’)顯示出與本發明的發光元件(1)、發光元件(2)和發光元件(3)相當的元件特性。
而且,在發光元件(1’)到發光元件(3’)的任一種種情況中,在圖13A-13C所示元件結構的情況中的電流效率-亮度特性(圖16、19和22)方面,相對於大約13cd/A的電流效率,獲得了100cd/m2 的亮度。亦即,發光元件(1’)、發光元件(2’)和發光元件(3’)顯示出與本發明的發光元件(1)、發光元件(2)和發光元件(3)相當的元件特性。
藉由上述結果,已經證實在採用了第一連接部分(1311、1321或者1331)的情況中或者在採用了第二連接部分的情況中,本發明的發光元件的元件特性並沒有受到很大影響,其中第一連接部分係藉由將第一緩衝層1305和第二緩衝層1309之一或二者夾在第二電極1310和第一輔助佈線1303之間所形成,而在第二連接部分1312中第二電極1310和第二輔助佈線1304係直接電連接。
本案係基於2005年8月8日在日本專利局提出申請的日本專利申請案No.2005-229439,其內容在此以引用方式併入本案。
101、201、301、401、501、70、901、1004、1010、1100、1301...基板
102、509、709、1012...控流TFT
103...源極區
104...汲極區
105...通道形成區
106...閘極絕緣膜
107、511、517、711、717...閘極電極
108...層間絕緣膜
109、521、525、725...源極電極
110、522、526、726...汲極電極
112、1303...第一輔助佈線
113、1304...第二輔助佈線
114、202、302、402、502、702、902、1006、1302...第一電極
115、204、304、404、504、704、905、1025、1305...第一緩衝層
116、707、907、1026、1307...發光層
117、206、306、406、506、706、909、1027、1309...第二緩衝層
118、207、307、407、507、904、1016、1310...第二電極
119、1018、1300...發光元件
120、200、300、400、500、700、1101...像素部分
121...周邊部分
122、1024...絕緣體
123、1311、1321、1331...第一連接部分
124、1312...第二連接部分
203、303、403、503、703、1008、1035、1038...輔助佈線
205a、305a、405a、505a、705a...發光層R
205b、305b、405b、505b、705b...發光層G
205c、305c、405c、505c、705c...發光層B
208a、221a、308a、408a...發光元件R
208b、221b、308b、408b...發光元件G
208c、221c、308C、408C...發光元件B
210a、220a、310a、410a...像素R
210b、220b、310b、410b...像素G
210c、220c、310c、410c...像素B
211、311、411、520、720、1019、1034...連接部分
214、314、414、906、1306...電洞傳輸層
216、316、416、908、1308...電子傳輸層
219、903、1015...含發光材料層
508、708、1011...開關TFT
510、710...源極信號線
512、712...電源線
513、713...區域B
514、714...區域C
515、715...區域D
516、716...區域E
518、718...區域F
523、527、727...半導體區
719...閘極信號線
1001、1102...源極側驅動電路
1002...像素部分
1003、1103a、1103b...閘極側驅動電路
1005...密封劑
1009、1106...FPC(撓性印刷電路)
1013...n-通道TFT
1014...p-通道TFT
1023...層間絕緣膜
1033...乾燥劑
1036...連接佈線
1037...各向異性導電膜(或各向異性導電樹脂)
1105...IC晶片
8001...電視設備主體
8002...電視設備顯示部分
8101...携帶型資訊終端機設備主體
8102...携帶型資訊終端機設備顯示部分
8201...數位攝影機主體
8202...數位攝影機顯示部分
8301...携帶型電話手機主體
8302...携帶型電話手機顯示部分
8401...携帶型電視設備主體
8402...携帶型電視設備顯示部分
圖1為本發明發光顯示面板的圖。
圖2A至2C為發光顯示面板像素部分中的發光元件和連接部分的橫截面視圖。
圖3A和3B為發光顯示面板像素部分中的發光元件和連接部分的橫截面視圖。
圖4A和4B為發光顯示面板像素部分中的發光元件和連接部分的橫截面視圖。
圖5A和5B為發光顯示面板像素部分中的發光元件和連接部分的橫截面視圖。
圖6為發光顯示面板像素部分中的平面圖。
圖7A和7B為發光顯示面板像素部分中的發光元件和連接部分的橫截面視圖。
圖8為發光顯示面板像素部分中的平面圖。
圖9A至9F各顯示一種本發明的發光顯示面板。
圖10A和10B顯示發光元件的結構。
圖11A至11C各顯示一種在發光顯示面板上安裝的驅動電路。
圖12A至12E各顯示一種電子裝置。
圖13A至13C各顯示一種具體實施方案1所示的發光元件的結構。
圖14顯示具體實施方案1中所示的發光元件的電壓-電流特性。
圖15顯示具體實施方案1中所示的發光元件的電壓-亮度特性。
圖16顯示具體實施方案1中所示的發光元件的亮度-電流效率特性。
圖17顯示具體實施方案1中所示的發光元件的電壓-電流特性。
圖18顯示具體實施方案1中所示的發光元件的電壓-亮度特性。
圖19顯示具體實施方案1中所示的發光元件的亮度-電流效率特性。
圖20顯示具體實施方案1中所示的發光元件的電壓-電流特性。
圖21顯示具體實施方案1中所示的發光元件的電壓-亮度特性。
圖22顯示具體實施方案1中所示的發光元件的亮度-電流效率特性。
101...基板
102...控流TFT
103...源極區
104...汲極區
105...通道形成區
106...閘極絕緣膜
107...閘極電極
108...層間絕緣膜
109...源極電極
110...汲極電極
112...第一輔助佈線
113...第二輔助佈線
114...第一電極
115...第一緩衝層
116...發光層
117...第二緩衝層
118...第二電極
119...發光元件
120...像素部分
121...周邊部分
122、1024...絕緣體
123...第一連接部分
124...第二連接部分

Claims (27)

  1. 一種發光裝置,其包含:發光元件,其包括第一電極、第二電極、夾在第一和第二電極之間的含發光材料的層;和電連接到該第二電極的輔助佈線,其中該含發光材料的層包括至少第一緩衝層、發光層和第二緩衝層,其中該第一緩衝層和第二緩衝層二者均係插入在該輔助佈線與第二電極之間,其中該第一緩衝層包括金屬化合物與有機化合物,且其中該有機化合物係至少一種下列物質:芳族胺化合物、咔唑衍生物和芳族烴。
  2. 如申請專利範圍第1項的發光裝置,其中該第一緩衝層具有電洞傳輸性質。
  3. 如申請專利範圍第1項的發光裝置,其中該金屬化合物是氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化錸、氧化鈦、氧化鉻、氧化鋯、氧化鉿、氧化鉭、氧化鎢和氧化銀中的任一種。
  4. 如申請專利範圍第1項的發光裝置,其中該第二緩衝層是包含具有電子傳輸性質的材料的層。
  5. 如申請專利範圍第4項的發光裝置,其中該具有電子傳輸性質的材料是選自鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼金屬氮化物和鹼土金屬氮化物的材料。
  6. 如申請專利範圍第4項的發光裝置,其中該具有電子傳輸性質的材料是有機化合物與選自下列的材料的複合材料:鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼金屬氮化物和鹼土金屬氮化物。
  7. 如申請專利範圍第4項的發光裝置,其中該具有電子傳輸性質的材料是電子傳輸材料或雙極性材料與選自下列的材料的複合材料:鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼金屬氮化物和鹼土金屬氮化物。
  8. 如申請專利範圍第1項的發光裝置,其中該第一緩衝層係與第一電極或第二電極之一接觸;且其中該第二緩衝層係與第一電極或第二電極的另一者接觸。
  9. 一種發光裝置,其包含:發光元件,其包括第一電極、第二電極、夾在第一和第二電極之間的含發光材料的層;和電連接到該第二電極的第一輔助佈線和第二輔助佈線,其中該含發光材料的層包括至少第一緩衝層、發光層和第二緩衝層,其中該第一緩衝層和第二緩衝層二者均係插入在該第一輔助佈線和第二電極之間,其中該第一緩衝層包括金屬化合物與有機化合物,其中該有機化合物係至少一種下列物質:芳族胺化合 物、咔唑衍生物和芳族烴,且其中該第二輔助佈線係與該第二電極接觸。
  10. 如申請專利範圍第9項的發光裝置,其中該第一緩衝層具有電洞傳輸性質。
  11. 如申請專利範圍第9項的發光裝置,其中該金屬化合物是氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化錸、氧化鈦、氧化鉻、氧化鋯、氧化鉿、氧化鉭、氧化鎢和氧化銀中的任一種。
  12. 如申請專利範圍第9項的發光裝置,其中該第二緩衝層是包含具有電子傳輸性質的材料的層。
  13. 如申請專利範圍第12項的發光裝置,其中該具有電子傳輸性質的材料是選自鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼金屬氮化物和鹼土金屬氮化物的材料。
  14. 如申請專利範圍第12項的發光裝置,其中該具有電子傳輸性質的材料是有機化合物與選自下列的材料的複合材料:鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼金屬氮化物和鹼土金屬氮化物。
  15. 如申請專利範圍第12項的發光裝置,其中該具有電子傳輸性質的材料是電子傳輸材料或雙極性材料與選自下列的材料的複合材料:鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼金屬氮化物和鹼土金屬氮化物。
  16. 如申請專利範圍第9項的發光裝置,其中該第一緩衝層係與第一電極或第二電極之一接觸 ;且其中該第二緩衝層係與第一電極或第二電極的另一者接觸。
  17. 一種製造發光裝置的方法,該方法包含:在基板上形成第一電極、第一輔助佈線和第二輔助佈線;在第一電極和第一輔助佈線上形成第一緩衝層;在第一電極上形成發光層;在第一電極和第一輔助佈線上形成第二緩衝層;和在第一電極、第一輔助佈線和第二輔助佈線上形成第二電極,其中發光元件包含該第一電極、第一緩衝層、發光層、第二緩衝層和第二電極,其中第一連接部分包含該第一輔助佈線、第一緩衝層、第二緩衝層和第二電極,其中第二連接部分包含該第二輔助佈線和第二電極,其中該第一緩衝層包括金屬化合物與有機化合物,其中該有機化合物係至少一種下列物質:芳族胺化合物、咔唑衍生物和芳族烴。
  18. 如申請專利範圍第17項之製造發光裝置的方法,其中該第一緩衝層具有電洞傳輸性質。
  19. 如申請專利範圍第17項之製造發光裝置的方法,其中該金屬化合物是氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化錸、氧化鈦、氧化鉻、氧化鋯、氧化給、氧化鉭、氧化鎢和氧 化銀中的任一種。
  20. 如申請專利範圍第17項之製造發光裝置的方法,其中該第二緩衝層係由包含具有電子傳輸性質的材料的層所形成。
  21. 如申請專利範圍第20項之製造發光裝置的方法,其中該具有電子傳輸性質的材料是鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼金屬氮化物和鹼土金屬氮化物中的任一種。
  22. 如申請專利範圍第20項之製造發光裝置的方法,其中該具有電子傳輸性質的材料是電子傳輸材料或雙極性材料與選自下列的材料的複合材料:鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、鹼金屬氮化物和鹼土金屬氮化物。
  23. 如申請專利範圍第17項之製造發光裝置的方法,其中在該第一連接部分中該第一緩衝層係與第二緩衝層接觸。
  24. 如申請專利範圍第17項之製造發光裝置的方法,其中在該第二連接部分中該第二輔助佈線係與該第二電極接觸。
  25. 如申請專利範圍第1項的發光裝置,其中該芳族烴包括至少一個乙烯基骨架。
  26. 如申請專利範圍第9項的發光裝置,其中該芳族烴包括至少一個乙烯基骨架。
  27. 如申請專利範圍第17項之製造發光裝置的方法, 其中該芳族烴包括至少一個乙烯基骨架。
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