专利名称：有机电致发光显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种有机电致发光(EL)显示装置及其制造方法，其中有机EL显示装置利用有机EL现象发光。
背景技术：
随着信息和通信行业的加速发展，需要更高 性能的显示元件。在显示元件中，作为下一代显示元件引起人们关注的有机EL元件在作为自发光型显示元件使用时不仅具有宽视角和优良对比度的优点，而且具有响应时间快的优点。作为使用这种有机EL元件实现全色显示装置的方式，存在例如以下方式其中发白色光的有机EL元件用作光源并且经由具有彼此単独布置的红色(R)、緑色(G)和蓝色(B)的滤色器发光的滤色器方式；其中蓝色有机EL元件用作光源并且使用色变换材料(CCM)的方式；和其中红色发光元件、绿色发光元件和蓝色发光元件在基板上平行布置的三色独立发光方式。其中，滤色器方式引起人们关注，因为不需要使用金属掩模等在对应于各色的不同区域中布置发光层，并且提供了高生产性。然而，其问题在干，由于光经由滤色器输出，因此光利用效率低，并因而能耗增加。作为降低能耗的方法，例如，US专利申请No. 2002/0186214和日本专利未审查公开No. 2004-311440 (专利文献I和2)中报道了除了白色发光元件之外还包括红色发光元件、绿色发光元件和蓝色发光元件的有机EL显示装置。在该显示装置中，通过使用光利用效率高的白色发光元件显示白色和灰阶色。此外，仅有在红色、緑色或蓝色必要的情况下，才使用各色的发光元件。由此，发光效率增强，能耗降低。另ー方面，三色独立发光方式由于可以对应于各色优化材料和元件结构等，因此在能耗和色再现性方面优异。然而，三色独立发光方式的问题在于，如果各色的色再现性增強，则发光效率降低。这归因于人类的视感度。在人类的视觉中，视感度对应于各色不同。对于约555nm的波长，视感度最高，随着距555nm的偏离增大，视感度变低。因此，各色(尤其是峰值波长远离555nm的红色和蓝色)的发光效率很低。因此，例如，日本专利未审查公开No. 2007-95444(专利文献3)中提出了一种通过向红色、緑色和蓝色中添加红色和緑色之间的中间色(即，黄色)而得到的四色驱动有机EL显示装置。如ISSN-L 1883-2490/17/1353(非专利文献I)中记载的，在电视上出现的颜色中，一般而言，白色具有最高的出现频率，接近连接蓝色和黄色的黑体辐射线的部分具有次高出现频率。在专利文献3的技术中，使用产生高视感度和高发光效率的黄色表示黑体辐射线的颜色，从而保持色域并使整个有机EL显示装置的发光效率提高。
然而，在滤色器方式中，需要利用暗色滤色器分割顔色，以使宽色域再现。此外，存在的问题在于，在表现三基色和中间色的情况下，光利用效率降低，能耗大幅増加。在三色独立发光方式中，红色发光层、緑色发光层和蓝色发光层需要彼此単独地布置在不同区域中。在如专利文献3的技术中的四色驱动的情况下，除了上述三色的步骤之外，还增加了单独布置黄色发光层的步骤。因此，存在的问题在于，材料成本和制造成本増加，并且由于数量步骤增多而使生产性降低。
发明内容
需要一种技术来提供能耗降低且成本抑制的有机EL显示装置及其制造方法。根据本发明的实施方案，提供一种有机EL显示装置，包括以下构成要素(A) (G)。(A)在基板上对应于蓝色的第一有机EL元件和其他色的第二有机EL元件设置的第一电极；(B)在第一电极的整个表面上设置的空穴注入/输送层，所述空穴注入/输送层具有空穴注入和空穴输送中的至少ー种特性；(C)在所述空穴注入/输送层的除了对着蓝色的第一有机EL元件的区域之外的区域上设置的其他色的第二有机发光层；(D)在所述空穴注入/输送层和第二有机发光层的整个表面上设置的蓝色的第一有机发光层；(E)在第一有机发光层的整个表面上设置的电子注入/输送层，所述电子注入/输送层具有电子注入和电子输送中的至少ー种特性；(F)在所述电子注入/输送层上设置的第二电极；和(G)在第二电极上设置的滤色器，所述滤色器在第二有机EL元件上方的至少一部分区域中具有単色或多色。根据本发明的另ー个实施方案，提供一种制造有机EL显示装置的方法。所述方法包括以下步骤㈧ (G)。(A)在基板上对应于蓝色的第一有机EL元件和其他色的第二有机EL元件形成多个第一电极；(B)通过涂布法或蒸发法形成在第一电极的整个表面上设置的空穴注入/输送层，所述空穴注入/输送层具有空穴注入和空穴输送中的至少ー种特性；(C)通过涂布法或蒸发法在所述空穴注入/输送层的除了对着蓝色的第一有机EL元件的区域之外的区域上形成其他色的第二有机发光层；(D)通过蒸发法在所述空穴注入/输送层和第二有机发光层上形成蓝色的第一有机发光层；(E)通过蒸发法在第一有机发光层的整个表面上形成电子注入/输送层，所述电子注入/输送层具有电子注入和电子输送中的至少ー种特性；(F)在所述电子注入/输送层的整个表面上形成第二电极；和(G)在第二电极上形成滤色器，所述滤色器在其他色的第二有机EL元件上方的至少一部分区域中具有単色或多色。
在根据本发明实施方案的有机EL显示装置及其制造方法中，其他色的第二有机发光层设置在所述空穴注入/输送层的除了对着蓝色的第一有机EL元件的区域之外的区域上，并且蓝色的第一有机发光层设置在所述空穴注入/输送层和其他色的第二有机发光层的整个表面上。此外，设置有具有単色或多色的滤色器。由此，有机EL显示装置的制造步骤简化。在根据本发明实施方案的有机EL显示装置及其制造方法中，其他色的第二有机发光层设置在所述空穴注入/输送层的除了对着蓝色的第一有机EL元件的区域之外的区域上，并且蓝色的第一有机发光层设置在所述空穴注入/输送层和其他色的第二有机发光层的整个表面上。此外，具有単色或多色的滤色器设置在第一有机发光层上方。因此，減少了在对应于各色的不同区域中単独布置发光层的步骤，从而有机EL显示装置的制造步骤简化。这样使得能够能耗抑制地提高生产性。
图I是显示根据本发明第一实施方案的有机EL显示装置的结构的示图；图2是显示图I所示的像素驱动电路的ー个例子的示图；图3是显示图I所示的显示区域的结构的剖面图；图4是显示制造图I所示的有机EL显示装置的方法的流程图；图5A 5G是显示图4所示的制造方法的步骤顺序的剖面图；图6是显示根据本发明第二实施方案的有机EL显示装置的结构的剖面图；图7是显示制造图6所示的有机EL显示装置的方法的流程图；图8是显示根据本发明第三实施方案的有机EL显示装置的结构的示图；图9是显示图8所示的显示区域的结构的剖面图；图10是显示根据本发明第四实施方案的有机EL显示装置的结构的剖面图；图11是显示包括上述实施方案的显示装置的模块的示意性结构的平面图；图12是显示上述实施方案的显示装置的应用例I的外观立体图；图13A是显示应用例2的从前侧看的外观立体图，图13B是显示从后侧看的外观立体图；图14是显示应用例3的外观立体图；图15是显不应用例4的外观立体图；和图16A是应用例5的打开状态的前视图，图16B是打开状态的侧视图，图16C是关闭状态的前视图，图16D是左视图，图16E是右视图，图16F是俯视图，16G是仰视图。
具体实施例方式下面參照附图按以下顺序详细说明本发明的各实施方案。I.第一实施方案(基于3个子像素制成的有机EL显示装置)2.第二实施方案(在第一有机发光层和第二有机发光层之间具有连接层的有机EL显示装置)3.第三实施方案(基于4个子像素制成的有机EL显示装置)4.第四实施方案(在第一有机发光层和第二有机发光层之间具有连接层的有机EL显示装置)(第一实施方案)图I显示根据本发明第一实施方案的有机EL显示装置I的结构。有机EL显示装置I用在例如有机EL电视机等中，其中，例如，后面将要说明的多个红色有机EL元件10R、緑色有机EL元件IOG和蓝色有机EL元件IOB以矩阵形式配置在基板11上的显示区域110中。在显示区域110的周边，设置有作为画面显示的驱动器的信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130。在显示区域110中设置有像素驱动电路140。图2显示像素驱动电路140的ー个例子。像素驱动电路140是形成在后面将要说明的下电极12下层中的有源型驱动电路。具体而言，像素驱动电路140包括驱动晶体管Trl、写入晶体管Tr2、位于这些晶体管Trl和Tr2之间的电容器(保持电容)Cs以及位于第一电源线(Vcc)和第二电源线(GND)之间并串联连接至驱动晶体管Trl的红色有机EL元件IOR(或绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B)。驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2均由普通的薄膜晶体管(TFT)构成，它们的 结构例如都可以是反交错结构(被称作底栅型)或者可以是交错结构(顶栅型)，没有特殊限制。在像素驱动电路140中，多根信号线120A沿列方向布置，多根扫描线130A沿行方向布置。各信号线120A与各扫描线130A之间的交叉点对应于红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件IOG和蓝色有机EL元件IOB中的ー个(子像素)。各信号线120A连接至信号线驱动电路120，并从信号线驱动电路120通过信号线120A将图像信号供给到写入晶体管Tr2的源极。各扫描线130A连接至扫描线驱动电路130，并从扫描线驱动电路130通过扫描线130A将扫描信号顺次供给到写入晶体管Tr2的栅极。此外，在显示区域110中，如上所述，整体以矩阵形式顺次布置发红色光的红色有机EL元件10R、发绿色光的绿色有机EL元件IOG和发蓝色光的蓝色有机EL元件IOB。应指出，彼此相邻的红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件IOG和蓝色有机EL元件IOB的组合构成ー个像素。这里，发红色光的红色有机EL元件IOR和发绿色光的緑色有机EL元件IOG基于来自产生黄色的发光层的光通过滤色器18 (红色滤色器和绿色滤色器)而分别呈现出红色和緑色的发光色。图3显示图I所示的显示区域110的剖面结构。红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件IOG和蓝色有机EL元件IOB均具有以下结构其中从基板11侧顺次层叠作为阳极的下电极12(第一电极)、隔壁13、包括后面将要说明的发光层(黄色发光层14C和蓝色发光层14D)的有机层14和作为阴极的上电极15(第二电极)，其中上述像素驱动电路140的驱动晶体管Trl和平坦化绝缘膜(未图示)夹在其间。红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件IOG和蓝色有机EL元件IOB均覆盖有保护层16。此外，通过在保护层16的整个表面上利用其间的例如由热固性树脂或紫外线固化性树脂制成的粘合层(未图示)贴合由例如玻璃制成的密封基板17。由此，对各有机EL元件进行密封。基板11是支撑体，其中在它的ー个主表面侧上排列形成有红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件IOG和蓝色有机EL元件10B。公知的成分可以用作基板11。例如，使用石英、玻璃、金属箔或树指的膜或片。在这些材料中，石英或玻璃是优选的。在使用由树脂制成的部件的情况下，其材料的例子包括诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等甲基丙烯酸树脂类、诸如聚对苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)、聚萘ニ甲酸こニ醇酯(PEN)或聚萘ニ甲酸丁ニ醇酷(PBN)等聚酯类以及聚碳酸酯树脂等。然而，在这种情况下，应该形成层叠结构和进行表面处理，以降低透水性和透气性。下电极12在基板11上对应于红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件IOG和蓝色有机EL元件IOB形成。下电极12在层叠方向上的厚度(下面简称为“厚度”)例如为10 IOOOnm0其材料的例子包括诸如钥(Mo)、铬(Cr)、金(Au)、钼(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨(W)和银(Ag)等金属元素的单质或其合金。或者，下电极12可以具有由这些金属元素中任一种的单质或其合金制成的金属膜以及铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(InZnO)或氧化锌(ZnO)与铝(Al)的合金等制成的透明导电膜构成的层叠结构。应指出，当将下电极12用作阳极时，下电极12优选由具有高的空穴注入性的材料制成。然而，即使伴随有由于表面氧化膜的存在以及功函数小造成的空穴注入势垒问题的铝(Al)合金等材料，通过设置 适当的空穴注入层14A，也可以用作下电极12的材料。隔壁13被设置以确保下电极12与上电极15之间的绝缘性，并使发光区域成为期望形状。隔壁13的材料的例子包括诸如SiO2等无机绝缘材料以及诸如正型感光性的聚苯并噁唑或正型感光性的聚酰亚胺等感光性树脂。隔壁13中设有对应于发光区域的开ロ。应指出，有机层14和上电极15不仅可以形成在开口上，而且可以形成在隔壁13上。然而，发光仅在隔壁13的开口中产生。此外，尽管在本实施方案中，隔壁13采用由ー种材料形成的单层结构，但是隔壁13可以具有由多种材料构成的层叠结构。或者，仅有下电极12被图案化，未设置隔壁13，并且空穴注入层14A和后续的有机层14被设置作为共用层。有机EL元件10RU0G和IOB中的有机层14例如具有以下结构从下电极12侧顺次层叠空穴注入层14A、空穴输送层14B、黄色发光层14C、蓝色发光层14D、电子输送层14E和电子注入层14F。在有机层14的这些层中，除了黄色发光层14C之外的各层，S卩，层14A、14B和14D 14F，被设置作为有机EL元件10RU0G和IOB的共用层。黄色发光层14C未设置在蓝色有机EL元件IOB上，而是设置在红色有机EL元件IOR和绿色有机EL元件IOG上。空穴注入层14A是用于提高向黄色发光层14C和蓝色发光层14D的空穴注入效率并防止漏光的缓冲层。空穴注入层14A的厚度例如优选为5 lOOnm，更优选8 50nm。可以根据与电极及邻接层的材料的关系适当地选择构成空穴注入层14A的材料。其材料的例子包括聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚苯こ炔、聚噻吩こ炔、聚喹啉、聚喹喔啉和其衍生物、在主链或支链中含有芳香族胺结构的聚合物等导电性高分子、金属酞菁(如铜酞菁)和碳。当用于形成空穴注入层14A的材料是高分子材料吋，高分子材料的重均分子量(Mw)可以为5,000 300，000，特别优选约10,000 200,000。或者，可以使用Mw为约2，000 5，000的低聚物。然而，如果Mw小于5，000，则在形成空穴输送层和后续层时空穴注入层可能会发生溶解。如果Mw超过300，000吋，则材料可能会凝胶化，从而导致成膜困难。用作构成空穴注入层14A的材料的典型导电性高分子的例子包括聚苯胺、低聚苯胺和诸如聚(3，4_亚こ基ニ氧基噻吩)(PEDOT)等聚ニ氧噻吩。其他例子包括以H. C. StarckLtd.制造的Nafion(商标)市售的聚合物或以商品名Liquion(商标)市售的溶液形式的聚合物、Nissan Chemical Industries, Ltd.制造的 ELsource (商标)以及 Soken Chemical& Engineering Co.，Ltd.制造的导电性高分子Berazol (商标)。红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件IOG和蓝色有机EL元件IOB中的空穴输送层14B用于提高向黄色发光层14C和蓝色发光层14D的空穴输送效率。取决于兀件的整体结构，空穴输送层14B的厚度例如优选为10 200nm，更优选15 150nm。作为构成空穴输送层14B的高分子材料，可以使用在有机溶剂中溶解的材料。材料的例子包括聚こ烯基咔唑、聚芴、聚苯胺、聚硅烷及其衍生物、在主链或侧链中具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、聚噻吩和其衍生物及聚吡咯。更优选材料的例子包括确保空穴输送层14B对下侧的空穴注入层14A和上侧的黄色发光层14C的良好粘合性、在有机溶剂中可溶解的、并由下式(I)代表的高分子材料
权利要求
1.一种有机电致发光显示装置，包括 在基板上对应于蓝色的第一有机电致发光元件和其他色的第二有机电致发光元件设置的第一电极； 在第一电极的整个表面上设置的空穴注入/输送层，所述空穴注入/输送层具有空穴注入和空穴输送中的至少ー种特性； 在所述空穴注入/输送层的除了对着蓝色的第一有机电致发光元件的区域之外的区域上设置的其他色的第二有机发光层； 在所述空穴注入/输送层和第二有机发光层的整个表面上设置的蓝色的第一有机发光层; 在第一有机发光层的整个表面上设置的电子注入/输送层，所述电子注入/输送层具有电子注入和电子输送中的至少ー种特性； 在所述电子注入/输送层上设置的第二电极；和 在第二电极上设置的滤色器，所述滤色器在第二有机电致发光元件上方的至少一部分区域中具有単色或多色。
2.如权利要求I所述的有机电致发光显示装置，其中 在所述空穴注入/输送层和第一有机发光层之间以及在第二有机发光层和第一有机发光层之间存在连接层。
3.如权利要求2所述的有机电致发光显示装置，其中 所述连接层含有低分子材料。
4.如权利要求I所述的有机电致发光显示装置，其中 第二有机发光层具有在500nm 750nm的任意范围内的至少ー个峰值波长。
5.如权利要求I所述的有机电致发光显示装置，其中 通过设置所述滤色器，从第二有机发光层的发光色射出至少两种顔色的光。
6.如权利要求I所述的有机电致发光显示装置，其中 一个像素由通过利用所述滤色器将第二有机发光层的发光色分割成两种颜色而形成的两个子像素以及从第一有机电致发光元件形成的蓝色子像素构成。
7.如权利要求I所述的有机电致发光显示装置，其中 一个像素由通过利用所述滤色器将第二有机发光层的发光色分割成三种颜色而形成的三个子像素以及从第一有机电致发光元件形成的蓝色子像素构成。
8.如权利要求I所述的有机电致发光显示装置，其中 所述空穴注入/输送层在第一有机电致发光兀件和第二有机电致发光兀件的第一电极的整个表面上设置作为共用层。
9.一种制造有机电致发光显示装置的方法，所述方法包括 在基板上对应于蓝色的第一有机电致发光元件和其他色的第二有机电致发光元件形成多个第一电极； 通过涂布法或蒸发法形成在第一电极的整个表面上设置的空穴注入/输送层，所述空穴注入/输送层具有空穴注入和空穴输送中的至少ー种特性； 通过涂布法或蒸发法在所述空穴注入/输送层的除了对着蓝色的第一有机电致发光元件的区域之外的区域上形成其他色的第二有机发光层；通过蒸发法在所述空穴注入/输送层和第二有机发光层上形成蓝色的第一有机发光层； 通过蒸发法在第一有机发光层的整个表面上形成电子注入/输送层，所述电子注入/输送层具有电子注入和电子输送中的至少ー种特性； 在所述电子注入/输送层的整个表面上形成第二电极；和 在第二电极上形成滤色器，所述滤色器在其他色的第二有机电致发光元件上方的至少一部分区域中具有単色或多色。
10.如权利要求9所述的制造有机电致发光显示装置的方法，其中 通过蒸发法在所述空穴注入/输送层和第一有机发光层之间以及在第二有机发光层和第一有机发光层之间形成连接层。
11.如权利要求9所述的制造有机电致发光显示装置的方法，其中 所述涂布法基于利用排出方式直接绘画的旋转涂布法、喷墨法、喷嘴涂布法、狭缝涂布法和微量注射法中的任ー种。
12.如权利要求9所述的制造有机电致发光显示装置的方法，其中 所述涂布法基于使用版的凸版印刷、柔性版印刷、胶版印刷和凹版印刷中的任ー种。
13.如权利要求9所述的制造有机电致发光显示装置的方法，其中 所述涂布法基于使用高精细掩模将有机电致发光材料喷射涂布到不同区域的喷雾方式。
14.如权利要求9所述的制造有机电致发光显示装置的方法，其中 通过金属掩模法或激光转写法形成第二有机发光层。
全文摘要
本发明公开了一种能耗降低且成本抑制的有机电致发光显示装置及其制造方法。该有机EL显示装置包括在基板上对应于第一和第二有机电致发光元件设置的第一电极；在第一电极的整个表面上设置的空穴注入/输送层性；在该空穴注入/输送层的除了对着第一有机电致发光元件的区域之外的区域上设置的第二有机发光层；在该空穴注入/输送层和第二有机发光层的整个表面上设置的第一有机发光层；在第一有机发光层的整个表面上设置的电子注入/输送层；在该电子注入/输送层上设置的第二电极；和在第二电极上设置的滤色器，该滤色器在第二有机电致发光元件上方的区域中具有单色或多色。
文档编号H01L27/32GK102694001SQ20121006377
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月12日 优先权日2011年3月25日
发明者吉永祯彦, 松元寿树 申请人:索尼公司