专利名称：显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示设备。
背景技术：
已对于下一代显示设备提出有机电致发光(EL)元件，并且当前正在对其进行积极的开发。有机EL元件是这样的电子元件，即当从阳极和阴极分别注入的空穴和电子在发光层中彼此再结合时该电子元件发光。因此，再结合电流与总电流的比(即，载流子平衡因子)对于提高有机EL元件的发光效率是重要的。为了增大载流子平衡因子，需要优化发光层中的再结合过程，并且还需要优化电荷从电极到发光层的注入或传输过程。在均输出多种发光颜色(luminescent color)的有机EL阵列中，从电极移动到发光层的电荷的迁移率(即，必要的导电率)通常取决于发光颜色。这是由于发光层的材料性质(诸如能带隙和迁移率)以及用于增加提取效率的电荷传输层的最佳厚度取决于发光颜色。因此，当电荷传输层由相同材料制成时，难以对于各发光颜色实现高的载流子平衡。由掺杂了施主(donor)或受主(acceptor)掺杂剂的电荷传输材料制成的共沉积膜有时被用作电荷传输层。因为共沉积膜的体导电率以及结界面的电荷注入性质由于主体 (host)(电荷传输材料)和掺杂剂之间的电荷转移而增加，共沉积膜的驱动电压可减小。包含掺杂剂的共沉积膜具有可以通过改变掺杂剂的浓度控制共沉积膜的导电率的优点。如日本专利特开No. 2004-119201中公开的，已经尝试以优化各发光颜色中的掺杂剂的浓度的方式解决上述问题。在日本专利特开No. 2004-119201公开的显示设备中，元件通过分隔部被隔离，并且因此包括电荷传输层的所有层对于各发光颜色被构图。如果由于沉积掩膜的未对准产生沉积失败，基板电极不能被诸如发光层的低导电率层充分地覆盖，并且因此阳极和阴极被短路。也就是说，用于通过对各发光颜色构图来形成电荷传输层的常规技术导致失败的有机EL元件数量增加。这可能导致生产率显著降低。已知一种用于沿基板的面内方向在基板上连续提供电荷传输材料的技术，以便防止由于沉积失败引起的短路。一般地，这种技术中使用的电荷传输材料可以具有低的导电率。这是由于可以防止在沉积失败位置处产生的短路电流在阳极和阴极之间流动，并且可以有效地防止工作元件和与其相邻的元件之间的非预期电连接、即并排串扰。然而，使用具有低导电率的电荷传输材料引起了难以为各发光颜色实现高的载流子平衡的问题。由于与电荷传输层相比注入性质较低，存在电荷传输层的厚度的增加使得发光元件的驱动电压增加的问题。
发明内容
本发明的各方面提供了这样的显示设备，该显示设备具有对于各发光颜色的高发光效率和低驱动电压，并且在该显示设备中防止了短路和并排串扰。根据本发明的一个实施例的显示设备包括第一有机电致发光元件；和第二有机电致发光元件，所述第二有机电致发光元件发射的颜色不同于第一有机电致发光元件发射的颜色；其中第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件中的每一个按顺序包括第一电极、包含电荷传输材料和掺杂剂材料的第一电荷传输层、包含电荷传输材料和掺杂剂材料的第二电荷传输层、发光层和第二电极；第一电荷传输层是第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件共用的，并且具有均勻的厚度；第一有机电致发光元件的第二电荷传输层的厚度与第二有机电致发光元件的第二电荷传输层的厚度不同；以及第一电荷传输层中的掺杂剂材料的浓度小于第二电荷传输层中的掺杂剂材料的浓度。根据本发明的另一个实施例的显示设备包括第一有机电致发光元件；和第二有机电致发光元件，所述第二有机电致发光元件发射的颜色和第一有机电致发光元件发射的颜色不同；其中第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件中的每一个按顺序包括第一电极、包含电荷传输材料而不包含掺杂剂材料的第一电荷传输层、包含电荷传输材料和掺杂剂材料的第二电荷传输层、发光层和第二电极；第一电荷传输层是第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件共用的，并且具有均勻的厚度；以及第一有机电致发光元件的第二电荷传输层的厚度与第二有机电致发光元件的第二电荷传输层的厚度不同。根据本发明的各方面，可提供如下设备具有对于各发光颜色的高发光效率和低驱动电压、并且在其中防止了短路和并排串扰的显示设备。从参考附图对示例实施例的下列描述，本发明的其它特征将变得清晰。
图1是根据本发明的一个实施例的显示设备的示意截面图；图2是图1所示的显示设备的示意平面图。
具体实施例方式根据本发明的一个实施例的显示设备包括基板、第一有机EL元件以及第二有机 EL元件，第一和第二有机EL元件被布置在该基板上。第一有机EL元件的发光颜色不同于第二有机EL元件的发光颜色。布置在基板上的有机EL元件的类型的数目不限于2个。下列元件可被布置在基板上具有与第一或第二有机EL元件的发光颜色不同的发光颜色的另一有机EL元件(诸如第三有机EL元件或第四有机EL元件)。在这个实施例中，第一和第二有机EL元件中的每一个按顺序包括第一电极、第一电荷传输层、第二电荷传输层、发光层和第二电极。第一电荷传输层是第一和第二有机EL 元件共用的，并且包含电荷传输材料和掺杂剂。第一有机EL元件的第二电荷传输层的厚度与第二有机EL元件的第二电荷传输层的厚度不同。第二电荷传输层以及第一电荷传输层包含电荷传输材料和掺杂剂。在这个实施例中，第一电荷传输层中的掺杂剂的浓度小于第二电荷传输层中的掺杂剂的浓度。下面参考附图详细描述该显示设备。图1是显示设备的示意截面图。图2是该显示设备的示意平面图。参考图2，该显示设备包括显示区域101，显示区域101包括以矩阵图案布置的多个像素100。每个像素 100包括作为发光元件的有机EL元件。沿着图2的线I-I取得的截面图相应于图1。
参考图1，显示设备1包括基板10和三种类型的有机EL元件第一有机EL元件 (R有机EL元件)2、第二有机EL元件(G有机EL元件)3和第三有机EL元件(B有机EL元件)4。第一到第三有机EL元件2到4布置在基板10上。第一到第三有机EL元件2到4中的每一个包括按以下顺序布置在基板10上的下列电极和层(a)包括反射子电极21和透明子电极22的第一电极20，(b)第一电荷传输层31，(c)第二电荷传输层 32 (32R、32G 或 32B)，(d)发光层 40 (40R、40G、40B)，(e)第三电荷传输层50，和(f)第二电极 60。显示设备1不限于上述配置。显示设备1还可以包括例如布置在发光层40和第二电荷传输层32或第三电荷传输层50之间的或布置在第三电荷传输层50和第二电极60 之间的另一个电荷传输层。在显示设备1中，第一、第二和第三电荷传输层31、32和50中的每一个取决于第一和第二电极20和60的性质作为空穴或电子传输层。即，当第一电极20是阳极并且第二电极60是阴极时，第一电荷传输层31和第二电荷传输层32用作空穴传输层，并且第三电荷传输层50用作电子传输层。当第一电极20是阴极并且第二电极60是阳极时，第一电荷传输层31和第二电荷传输层32作为电子传输层，并且第三电荷传输层50作为空穴传输层。下面参考图1描述构成显示设备1的层和构件。在显示设备1中使用的基板10的例子包括各种玻璃基板，诸如具有包括由诸如多晶硅(p-Si)或非晶硅(a-Si)的半导体制成的薄膜晶体管(TFT)的驱动电路的玻璃基板、 具有形成在硅晶片上的驱动电路的玻璃基板、以及其上具有驱动电路的硅晶片。 包括在第一电极20中的反射子电极21可由高反射率材料制成。在使用第一电极 20作为阳极的情况下，构成反射子电极21的材料的例子包括金属材料(诸如金、钼、银、铝和镁)以及金属材料的合金。考虑到空穴注入，透明子电极22布置在反射子电极21上，并且可由诸如铟锡氧化物或铟锌氧化物的透明导电材料制成。在使用第一电极20作为阴极的情况下，可以取决于该金属材料和合金的功函数使用该金属材料和合金形成反射子电极 21。在该情况下，透明子电极22可以布置在反射子电极21上。在使用第一电极20作为阴极的情况下，可以使用诸如铟锡氧化物或铟锌氧化物的透明导电材料形成透明子电极22。布置在第一电极20上的第一电荷传输层31在基板10的面内方向上连续延伸。 即，第一电荷传输层31是第一到第三有机EL元件2到4共用的。第一电极20可被第一电荷传输层31充分覆盖，并且因此可以防止在第一电极20和第二电极60之间发生由于沉积失败引起的短路。第一电荷传输层31如上所述包含电荷传输材料和掺杂剂。第一电荷传输层31中的掺杂剂的浓度可被确定以使得第一电荷传输层31中的掺杂剂的浓度小于第二电荷传输层32(32R、32G或32B)中的掺杂剂的浓度，并且第一电荷传输层31具有高的电荷注入性质和适合的体电阻。特别地，第一电荷传输层31中的掺杂剂的浓度为按重量计算或更少，诸如按重量计算0. 5%或更少。这允许显示设备1具有低的驱动电压，并且还允许在沉积失败位置处确保第一电极20和第二电极60之间的电阻。因此，可以防止在第一电极20和第二电极60之间发生短路。另外，可以有效地防止工作的有机EL元件和与其相邻的元件电连接的并排串扰现象。在例如下列条件下，足以防止并排串扰的体电阻率是2. 5X IO4Qcm 或更小⑴第一电荷传输层31的厚度为IOOnm ；(ii)像素大小为 100 μ mX 100 μ m ；(iii)像素间距离为10 μ m ；禾口(iV)对比度比为 500 I0第一电荷传输层31的最优体电阻率取决于显示设备1的设计和性质(诸如层厚度、I-V特性和像素间距离)，并且因此可以取决于显示设备1被确定。第二电荷传输层32(32R、32G和32B)分别布置在第一、第二和第三有机EL元件2、 3和4中，并且取决于第一、第二和第三有机EL元件2、3和4的发光颜色具有不同厚度。下面描述确定各第二电荷传输层32的厚度的方法。第二电荷传输层32以及第一电荷传输层31包含电荷传输材料和掺杂剂。第二电荷传输层32中的掺杂剂的浓度可被确定为使得第一到第三有机EL元件2到4中的每一个的效率和驱动电压被优化。特别地，第二电荷传输层32中的掺杂剂的浓度可以是按重量计算3% 7%。当第二电荷传输层32具有增加的厚度时，出于防止驱动电压增加的目的，其掺杂剂浓度可被设置为高的值，从而获得高的导电率。这确保了高发光效率和低驱动电压两者。因此，第二电荷传输层32的掺杂剂浓度可以随着第二电荷传输层32的厚度的增加而增加。 为了防止驱动电压由于不同材料之间的界面能量势垒而增加，第一电荷传输层31 和第二电荷传输层32可由相同电荷传输材料(主体)制成。这允许仅通过掺杂剂浓度控制第一电荷传输层31和第二电荷传输层32的导电率，导致设备设计容易。除非在第一电荷传输层31和第二电荷传输层32之间的界面处发生电压增加，否则包含在第一电荷传输层31中的电荷传输材料可与包含在第二电荷传输层32中的电荷传输材料不同。在该情况下，可以为第一电荷传输层31选择具有良好的向第一电极20传输电荷的能力的材料，并且可以为第二电荷传输层32选择具有良好的向发光层40注入电荷的能力的材料。这允许发光效率提高并且驱动电压减小。在显示设备1中，当第一电极20是阳极时，第一电荷传输层31是第一空穴传输层，并且第二电荷传输层32是第二空穴传输层。在该情况下，包含在第一和第二空穴传输层中的每一个中的电荷传输材料是空穴传输材料。包含在第一和第二空穴传输层中的每一个中的掺杂剂是受主掺杂剂(P型掺杂剂)。P型掺杂剂的例子包括高电子亲和性材料，诸如日本专利No. 3571977中公开的氰基有机化合物以及包括氧化钒、氧化钼和氧化钨的无机化合物。空穴传输材料可以是一种已知的材料。在显示设备1中，当第一电极20是阴极时，第一电荷传输层31是第一电子传输层，并且第二电荷传输层32是第二电子传输层。在该情况下，包含在第一和第二电子传输层中的每一个中的电荷传输材料是电子传输材料。包含在第一和第二电子传输层中的每一个中的掺杂剂是施主掺杂剂(供电子掺杂剂)。电子传输材料的例子包括已知的电子传输有机材料，诸如铝喹啉络合物 (aluminum q uinolinol complex)禾口二氮杂菲化合物(phenanthroline compound)。为了增加第一和第二电子传输层的电子注入效率，可以使用低功函数金属或其化合物作为施主掺杂剂(供电子掺杂剂)。低功函数金属的例子包括碱金属、碱土金属和稀土金属。特别地，由于碱金属化合物在空气中相对容易被处理，因此可以提供碱金属化合物。 在碱金属化合物之中，铯化合物可被提供。特别地，碳酸铯在空气中是稳定的，并且因此容易被处理。在显示设备1中，适当地调整第一电荷传输层31和第二电荷传输层32(32R、32G 和32B)中的每一个的厚度，以便增加第一到第三有机EL元件2到4的光提取效率。当满足下面的等式时，从发光层40发射的光和由反射子电极21反射的光之间的干涉最大
权利要求
1.一种显示设备，包括 第一有机电致发光元件；和第二有机电致发光元件，所述第二有机电致发光元件发射的颜色不同于第一有机电致发光元件发射的颜色；其中第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件中的每一个按顺序包括第一电极、包含电荷传输材料和掺杂剂材料的第一电荷传输层、包含电荷传输材料和掺杂剂材料的第二电荷传输层、发光层和第二电极；第一电荷传输层是第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件共用的，并且具有均勻的厚度；第一有机电致发光元件的第二电荷传输层的厚度与第二有机电致发光元件的第二电荷传输层的厚度不同；以及第一电荷传输层中的掺杂剂材料的浓度小于第二电荷传输层中的掺杂剂材料的浓度。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中第二电荷传输层中的掺杂剂材料的浓度随着第二电荷传输层的厚度的增加而增加。
3.如权利要求1所述的显示设备，其中包含在第一电荷传输层中的电荷传输材料与包含在第二电荷传输层中的电荷传输材料相同。
4.如权利要求1所述的显示设备，其中第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件中的每一个满足下列不等式
5.如权利要求1所述的显示设备，其中第一电极是阳极，第二电极是阴极，第一电荷传输层是第一空穴传输层，第二电荷传输层是第二空穴传输层，掺杂剂材料是受主掺杂剂材料，并且第一电荷传输层中的电荷传输材料和第二电荷传输层中的电荷传输材料两者都是空穴传输材料。
6.如权利要求1所述的显示设备，其中第一电极是阴极，第二电极是阳极，第一电荷传输层是第一电子传输层，第二电荷传输层是第二电子传输层，掺杂剂材料是施主掺杂剂材料，并且第一电荷传输层中的电荷传输材料和第二电荷传输层中的电荷传输材料两者都是电子传输材料。
7.一种显示设备，包括 第一有机电致发光元件；和第二有机电致发光元件，所述第二有机电致发光元件发射的颜色和第一有机电致发光元件发射的颜色不同；其中第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件中的每一个按顺序包括第一电极、包含电荷传输材料而不包含掺杂剂材料的第一电荷传输层、包含电荷传输材料和掺杂剂材料的第二电荷传输层、发光层和第二电极；第一电荷传输层是第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件共用的，并且具有均勻的厚度；以及第一有机电致发光元件的第二电荷传输层的厚度与第二有机电致发光元件的第二电荷传输层的厚度不同。
8.如权利要求7所述的显示设备，其中第二电荷传输层中的掺杂剂材料的浓度随着第二电荷传输层的厚度的增加而增加。
9.如权利要求7所述的显示设备，其中包含在第一电荷传输层中的电荷传输材料与包含在第二电荷传输层中的电荷传输材料相同。
10.如权利要求7所述的显示设备，其中第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件中的每一个满足下列不等式
11.如权利要求7所述的显示设备，其中第一电极是阳极，第二电极是阴极，第一电荷传输层是第一空穴传输层，第二电荷传输层是第二空穴传输层，掺杂剂材料是受主掺杂剂材料，并且第一电荷传输层中的电荷传输材料和第二电荷传输层中的电荷传输材料两者都是空穴传输材料。
12.如权利要求7所述的显示设备，其中第一电极是阴极，第二电极是阳极，第一电荷传输层是第一电子传输层，第二电荷传输层是第二电子传输层，掺杂剂材料是施主掺杂剂材料，并且第一电荷传输层中的电荷传输材料和第二电荷传输层中的电荷传输材料两者都是电子传输材料。
全文摘要
本发明涉及一种显示设备，该显示设备包括第一有机电致发光元件和第二有机电致发光元件。第一和第二有机电致发光元件具有不同的发光颜色。第一和第二有机电致发光元件中的每一个按顺序包括第一电极、第一电荷传输层、第二电荷传输层、发光层和第二电极。第一电荷传输层是第一和第二有机电致发光元件共用的。第一有机电致发光元件的第二电荷传输层的厚度与第二有机电致发光元件的第二电荷传输层的厚度不同。第一电荷传输层中的掺杂剂材料的浓度低于第二电荷传输层中的掺杂剂材料的浓度。
文档编号H01L27/32GK102270655SQ20111014399
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月31日 优先权日2010年6月3日
发明者梶本典史 申请人:佳能株式会社