专利名称：彩色有机el显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及使用有机电致发光(以下在本说明书中称为有机EL。)的显示器，特别涉及以简单的制造工序提高发光的取出效率的彩色显示的有机EL显示器及其制造方法。
背景技术：
有机EL显示器将自发光的有机EL元件配置在玻璃等基板上，使有机EL元件发光来显示信息。有机EL显示器与其它方式的薄型显示器相比具有“薄·轻”“高画质”“动画对应好”“视野宽”“消耗电力低”等特长，作为下一代的薄型显示器而被重视。
有机EL元件在阳极和阴极之间夹有机层而构成。在此，特别是在使用低分子材料时，有机层大多夹发光层并包含空穴输送层及/或空穴注入层、或者电子输送层及/或电子注入层等多个功能层。
如果在夹有机EL元件的有机层的阳极和阴极等两电极之间施加直流电压，则通过上述各层向发光层输送空穴和电子。由于空穴和电子在发光层中再结合而产生的能量使包含在发光层中的有机分子的电子状态成为激励状态。在该极其不安定的电子状态恢复到基本状态时，作为光释放出能量，有机EL元件发光。该发光原理与发光二极管(LEDLight Emitting Diode)的发光原理相同，因此，有机EL元件也被称为有机发光二极管(OLEDOrganic Light Emitting Diode)。
有机EL元件的驱动方法大致分为有源矩阵方式和无源矩阵方式两种。所谓无源矩阵方式是指使带状的阳极和阴极纵横交叉，使夹在交叉部的有机EL元件有选择地发光的驱动方法。另一方面，有源矩阵方式是指以各像素为单位，通过薄膜晶体管(TFTThin FilmTransistor)使其具有开关和存储器功能并使有机EL元件发光的驱动方法。积极地利用TFT使像素发光的有源矩阵方式与无源矩阵方式相比，虽然制造成本高，但是能够以低电力得到高辉度。
另外，现有的有机EL显示器的光取出方法有底部发射方式和顶部发射方式。在此，所谓底部发射方式是指如图4(a)所示的从绝缘基板2010侧取出光的方式。所谓顶部发射方式是指如图4(b)所示的从阴极1014侧的上面层侧取出光的方式。在有源矩阵方式的有机EL显示器1001中，由于在基板上形成TFT，为了加大开口率、提高光取出效率，采用顶部发射方式是有利的。
通过有机EL显示器进行完全彩色显示的机构基本上与液晶显示器等相同。即，首先将为光的3原色的红、绿、蓝(以下在本说明书中有时分别略记为RGB)的副像素单元并列配置在基板上，根据3原色的输出方法利用混色法做出各种各样的颜色。因此，彩色显示的有机EL显示器采用例如将蓝色发光用、绿色发光用、红色发光用等3种有机EL元件按顺序配置在基板上作为副像素单元的构造。
但是，为了提高有机EL显示器的辉度，必须将各有机EL元件发出的光尽可能取出到有机EL元件的外部。有机EL显示器是在1500左右的非常薄的有机薄膜中发光的设备，但是光在薄膜内在立体角Ω＝4π的所有方向扩散。如图3(a)所示意的，通常在顶部发射方式的有机EL显示器中，光通过阴极1014发出去的同时，在阳极1012侧，暂时发射出去的光被阳极1012反射，依然从阴极1014侧发出去。在底部发射方式的有机EL显示器中，只是阴极的作用与顶部发射方式时的阳极相反而已。因此，在顶部发射方式的有机EL显示器中，1001一般将阳极1012作为光的反射率高的反射电极，将阴极1014作为光的穿透率高的透明电极。
而且，为了提高有机EL显示器的光的取出效率，需要互相加强从透明电极直接发出的光和经反射电极反射并从透明电极射出的光。设在发光层内发光强度为峰值的发光部和反射电极间的光学距离为L，被反射电极反射时的光的相位变化为φ，用于利用的相互加强以高效率取出波长λ的光的关系可以通过下式表示。
L+λφ/4π＝(2m+1)λ/4，m＝0，1，2····(1)在此，假设第i层功能层的厚度为di、折射率为ni，则L＝∑(i)nidi。因此，如果不如图3(a)所示的按单元将有机层所包含的功能层的膜厚设定在合适的范围就不能得到充分的辉度。特别是只要以相同的膜厚做成波长区别很大的R和B，就很难得到满足双方的特性，必须牺牲哪一方的颜色的特性。例如，由于R比B波长长，所以光学反射距离L增大，所以有使R的功能层的厚度比B的厚更有利的倾向。
因此，具有低分子系的有机层的彩色有机EL显示器利用所谓的膜片工艺方法如下制造。在以下的说明中，参照图3(a)或者图7，使用金属膜片作为膜片。
(1)准备经过绝缘加工的基板1010，利用金属膜片通过溅射等方法在其上形成反射电极1012。反射电极1012由Al混合物、Cr等形成，作为例如阳极。
(2)接着在反射电极1012上对好金属膜偏的位置，以便能够在例如RGB的规定的颜色例如红色的副像素单元的反射电极1012上蒸镀有机层。通常，金属膜片与各色对应，如果是红色的，则只在红色的副像素单元上方开口，为只能蒸镀各色副像素单元的构造。在图3(a)中，通过金属膜片，利用例如真空蒸镀法层叠与红色光对应的规定膜厚的空穴注入层1020、空穴输送层1022及红色发光用的发光层1018。接着，固定金属膜片，利用真空蒸镀法在红色发光用的发光层1018上层叠预先与红色光的波长对应规定的膜厚的电子输送层1024和电子注入层1026。
(3)接着，稍稍移动金属膜片对好金属膜片的位置，以便能够在形成例如绿色发光用的发光层的反射电极1012上蒸镀有机层。利用真空蒸镀发，按空穴注入层1020、空穴输送层1022、发光层1018、电子输送层1024、电子注入层1026的顺序，夹着绿色发光用的发光层1018层叠预先与绿色光的波长对应规定的膜厚的各个功能层。
(4)接着，对好金属膜偏的位置以便能够在形成蓝色发光用的发光层的反射电极1012上蒸镀有机层。之后，与上述工序同样，夹着蓝色发光用的发光层1018按顺序蒸镀预先与蓝色光的波长对应规定的膜厚的各个功能层。
(5)最后移除与上述各副像素单元对应的金属膜片，在其一面层叠由ITO(Ind ium Tin Oxide)等构成的透明电极126。在本说明的情况下，透明电极作为阴极发挥机能。
如果采用如以上所述复杂得膜片工艺方法，可以制造能够利用干涉的相互加强以高效率取出发出的光的有机EL显示器。但是，只要使用低分子材料作为发光材料、采用通过金属膜片分开涂敷的方法，就必须按颜色利用膜片分别涂敷所有的有机层。特别是在制作利于提高发光面积的顶部发射构造的有机EL显示器时，由于涉及RGB各自的光取出效率，各有机层合适的膜厚范围不同，因此要想同时得到RGB各色的色纯度和发光效率，必须利用膜片按各颜色分别形成所有的有机层。因此，膜片蒸镀工序所需要的时间增加，不仅生产效率降低，而且制造成本提高。
另外，特别是，如果利用通过金属膜进行的分开涂敷法形成所有的有机膜，还可能产生成膜时间、材料的使用效率、膜片的清洗频度等各种各样的问题。
但是，在顶部发射构造中，大多利用阳极做反射电极，由于在阳极和发光层之间成膜的空穴注入层、空穴输送层可以在RGB各层使用相同的材料，因此，不使用膜片而一揽子形成的方法在制造上远远有利。
另一方面，在专利文献1中，公开了利用同一工序一揽子成膜形成存在于发光层和反射电极之间的有机层中的一部分(功能层)的多色有机EL显示器。
特开2000-323277号公报(例如参照段落[8]、[9]。)但是，专利文献1所记载的有机EL显示器虽然以相同的工序形成存在于发光层和透明电极之间的有机层中的功能层，但是，存在于发光层和透明电极之间的有机层中的其余有机层(补充层)根据副像素单元而其膜厚不同。其结果，在专利文献1中不得不按副像素单元将有机层的膜厚设定为合适的值，上述现有的膜片工艺的消减达不到很大的效果。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够消减膜片工艺数量、减少制造成本、提高生产效率且光的取出效率好的有机EL显示器，该显示器对于多个副像素单元能够一揽子进行存在于发光层和反射层之间的有机层的成膜。
本发明的有机EL显示器具备具有发光层的有机层、附着在该有机层的一主面的反射电极、附着在上述有机层的另一主面的透明电极；其特征在于，具有至少分为蓝色发光用、绿色发光用、红色发光用等3种类的多个有机EL元件，绿色发光用及红色发光用的上述有机EL元件具有存在于上述反射电极和上述有机层之间的光穿透性导电膜。
本发明的有机EL显示器具备具有发光层的有机层、附着在该有机层的一主面的反射电极、附着在上述有机层的另一主面的透明电极、存在于上述反射电极和上述有机层之间的光穿透性导电膜；其特征在于，具有至少分为蓝色发光用、绿色发光用、红色发光用等3种类的多个有机EL元件，绿色发光用及红色发光用的上述有机EL元件的光穿透性导电膜的厚度大于蓝色发光用的有机EL元件的光穿透性导电膜的厚度。
本发明的有机EL显示器的特征在于，绿色发光用及红色发光用的上述有机EL元件与蓝色发光用的有机EL元件相比，其上述发光层与上述反射电极层之间的距离大。
本发明的有机EL显示器的特征在于，上述绿色发光用及红色发光用的上述有机EL元件的上述光穿透性导电膜的厚度大致相同。
本发明的有机EL显示器的特征在于，上述有机层除上述发光层之外，在上述反射电极侧还具有空穴输送层及/或空穴注入层、或者电子输送层及/或电子注入层；这些输送层及注入层的厚度、材料在蓝色发光用、绿色发光用、红色发光用的任何一种有机EL元件中大致相同。
本发明的有机EL显示器具有多个有机EL元件，该有机元件包含发光层，具备有一主面和另一主面的有机层、附着在上述有机层的一主面的反射电极、附着在上述有机层的另一主面的透明电极；其特征在于，上述有机EL元件根据该有机EL元件所包含的发光层发光的颜色至少分成两类，上述有机EL元件中的至少1种有机EL元件在上述反射电极和上述有机层之间具有光穿透性导电膜。
本发明的有机EL显示器从上述有机层的一主面到发光层的距离在上述所有的有机EL元件中大致相等。
本发明的有机EL显示器是具有发光层和至少1层功能层的有机EL元件根据其发光层发光的颜色分成蓝色发光用、绿色发光用、红色发光用等3种的有机EL显示器；其制造方法包含准备基板的工序、在上述基板上形成多个反射电极的工序、在形成上述红色发光用及/或上述绿色发光用的有机EL元件的上述发射电极之上形成光穿透性导电膜的工序、在上述基板的全面一样形成上述至少1层功能层的工序、在上述反射电极的上方上述至少1层功能层上形成上述至少蓝色发光用、绿色发光用、红色发光用的发光层的工序。
本发明通过对发光层和反射电极之间需要距离的副像素单元(例如R及/或G)在其有机层和反射电极之间形成规定膜厚的光穿透性导电膜，即使以大致相等的膜厚形成存在于发光层和反射电极之间的有机层(功能层)，也可以得到各副像素单元的辉度、色纯度都达到满足的结果的有机EL显示器。得到的有机EL显示器的制造成本、生产周期与利用金属膜片分开涂敷所有的有机膜的情况相比非常的小。
图1是本发明所涉及的第1实施例的有机EL显示器的剖面图。
图2是对实施例1中的像素1和像素2的CIE色度绘制曲线的CIE色度图。
图3(a)是表现现有的有机EL显示器的发光光路的剖面图。(b)是表现本发明所涉及的第1实施例的有机EL显示器的发光光路的剖面图。
图4(a)是表现底部发射型的有源型有机EL显示器的发光方法的剖面图。(b)是表现顶部发射型的有源型有机EL显示器的发光方法的剖面图。
图5是表现本发明所涉及的第2实施例的有机EL显示器的发光光路的剖面图。
图6是表现本发明所涉及的第3实施例的有机EL显示器的发光光路的剖面图。
图7是现有的有机EL显示器的剖面图。
具体实施例方式
图1是表现本发明所涉及的有机EL显示器的第1实施例的剖面图。在图1中，本发明的有机EL显示器1包含发光层18，具备有一主面和另一主面的有机层16、附着在有机层16的一主面的反射电极12、附着在有机层16的另一主面的透明电极14。反射电极12为阳极，由Al混合物、Cr等形成。透明电极14作为阴极发挥机能，由ITO(Indium Tin Oxide)、MgAg薄膜+ITO或者IZO(Indium ZincOxide)、LiF+Al薄膜等形成。
如图3(b)所示意的，有机层16具有发光层18，发光层18至少被分类成蓝色发光用、绿色发光用、红色发光用的3种类的发光层18B、18G、18R。有机层16进一步具有挟持发光层18的功能层。该功能层分别从发光层18向反射电极12侧具有空穴输送层22及空穴注入层20，从发光层侧18向透明电极14侧具有电子输送层24及电子注入层26。另外，在图1中，有机层16包含发光层18B、18G、18R，电子输送层24、电子注入层26省略。
本发明的有机EL显示器1具有至少被分类成蓝色发光用、绿色发光用、红色发光用等3种类的多个有机EL元件3B、3G、3R，绿色发光用及红色发光用的有机EL元件3G及有机EL元件3R在反射电极12和有机层16之间具有光穿透性导电膜50。
图1及图3(b)所示的本实施例的有机EL显示器为顶部发射方式，另外，有机层16由低分子有机材料、树状聚合物(テンドリマ)或高分子聚合物形成。在图3(b)中，有机EL元件3G及有机EL元件3R在反射电极12和有机层16之间所具有的光穿透性导电膜50由ITO、IZO等形成，膜厚在10nm-200nm之间，为大致相同的厚度。
另外，在图3(b)所示的本实施例的有机EL显示器中，在反射电极12或光穿透性导电膜50上按顺序层叠空穴注入层20、空穴输送层22、发光层18、电子输送层24、电子注入层26而形成有机层16。即，有机EL元件3B在反射电极12上形成有机层16，有机EL元件3G及3R在光穿透性导电膜50上形成有机层16。在本发明的有机EL显示器1中，夹在发光层18和反射电极12或光穿透性导电膜50之间的空穴输送层22及空穴注入层20为有机EL元件3B、3G、3R，为厚度大致相同的膜。
而且，在本实施例的有机EL显示器1中，成膜在发光层18上的电子输送层24及电子注入层26的膜厚在各有机EL元件3B、3G、3R可以各不相同。电子输送层24及电子注入层26的膜厚根据各有机EL元件3B、3G、3R的发光波长、行程有机EL元件3的各层的膜厚及折射率、光穿透性导电膜50的膜厚而变化，考虑这些要素而使其达到最佳化。
以下对上述构成的本实施例中的有机EL显示器1的各色有机层所包含的功能层的膜厚进行详细说明。
如以上所述，假设在发光层内发光强度成为峰值的发光部和反射电极间的光学距离为L时，以式(1)表示用于利用干涉的相互加强以高效率取出波长λ的光的关系。在本实施例中，在有机EL元件3B在发光层18和反射电极12之间形成空穴输送层22和空穴注入层20，在有机EL元件3G及3R进一步形成光穿透性导电膜50。但是，如以上所述，空穴输送层22和空穴注入层20的膜厚在任何一个有机EL元件3都大致相同。
假设各色有机EL元件3的发光部和反射电极间的光学反射距离分别为LB、LG、LR，各色发光层18B、18G、18R所发出的光的波长分别为λB、λG、λR，被反射电极12反射时的光的相位变化为φB、φG、φR。
另外，假设空穴输送层22、空穴注入层20及光穿透性导电膜50的膜厚分别为dHTL、dHIL、dITO，折射率为HHTL、nHIL、nITO。则根据以上定义，下式成立。
LB＝nHTL·BdHTL+nHIL·BdHIL-λBφB/4π＝(2mB+1)λB/4，mB＝0，1，2····(2)LR＝nITO-RdITO+nHTL·RdHTL+nHIL·RdHIL-λRφR/4π＝(2mR+1)λR/4mR＝0，1，2····或LG＝nITO·GdITO+nHTL·GdHTL+nHIL·GdHIL-λGφG/4π＝(2mG+1)λG/4mG＝0，1，2····(3)在本实施例中，为了使发光强度在例如蓝色有机EL元件3B内接近峰值，根据式(2)将空穴输送层22、空穴注入层20的折射率及膜厚设定在合适的范围。另一方面，通过根据式(2)使蓝色有机EL元件3B较佳化来决定空穴输送层22或空穴注入层20的折射率、膜厚，因此，要使发光强度在红色有机EL元件3R或绿色有机EL元件3G内接近峰值，必须根据式(3)将光穿透性导电膜50的折射率及膜厚设定在合适的范围内。在此，由于R和G的波长不同，很难同时满足式(3)的第1式和第2式，因此，必须牺牲R和G的某一方来使另一方的颜色最佳化。但是，一般发G光的有机EL元件与发B或者R光的有机EL元件相比发光效率好，视感度也是G好，因此即使折射率或膜厚与最佳值多少有些出入，对其性能也不会带来太大的影响，因此，使R最佳化更合适。另外，与B的波长相比，G的波长更接近R的波长，使R最佳化对G影响少。因此，这时，根据式(3)使R的光穿透性导电膜50的折射率或膜厚最佳化比较有利。另外，如下述实施例1所示的，在本实施例的有机EL显示器1中，对于RGB所有的颜色，在色纯度、辉度等方面达到了满足的结果。
为了满足以上式(2)及式(3)而调整有机层16及光穿透性导电膜50的本实施例的有机EL显示器1在以反射电极12为阳极、透明电极14为阴极并在两极间施加发光阈值电压以上的适当电压后，如以上所述的，各色发光层18R、18G、18B分别发出RGB的荧光或磷光。与基板大致垂直放出的各色光沿透明电极14及反射电极12方向传播，透明电极14方向的直进光从透明电极14取出到外部。沿反射电极12方向前进的光被反射电极12反射，向透明电极14方向传播。被该反射电极12反射的反射光与从发光层18向透明电极14方向放射的光产生干涉。但是，为了满足式(2)及式(3)而调整各有机EL元件3B、3G、3R，因此，直进光和反射光略微相互加强并被从透明电极14取出到外部。
在本实施例的说明的最后，参照图1及图3(b)对有机EL显示器1的制造工序进行说明。有机EL显示器具有低分子系的有机层，为顶部发射型的彩色有机EL显示器，如以上所述的，例如利用膜片工艺方法，按如下步骤制造。
(1)准备绝缘基板，利用金属膜片通过溅射法等在该绝缘基板上形成反射电极的图形。反射电极12由Al混合物、Cr等形成，作为阳极发挥机能。
(2)通过蚀刻经公知的光工艺方法只在成为R和G的副像素单元的反射电极12上形成由式(3)决定的相同膜厚的光穿透性导电膜50。光穿透性导电膜50由ITO、IZO等形成，为例如20nm的薄膜。
(3)以基板一面为底座，利用真空蒸镀法层叠与RGB相关的空穴注入层20及空穴输送层22，空穴注入层20及空穴输送层22的膜厚由式(2)及式(3)决定。与现有的制法不同的是不需要膜片的对位等复杂的膜片工艺，涉及RGB一揽子成膜，因此，在RGB，空穴注入层20和空穴输送层22的膜厚大致相等。
(4)接着，对好金属膜片的位置，以便能够在空穴输送层22上蒸镀RGB的规定颜色，例如红色发光用的发光层18R。通过金属膜片利用真空蒸镀法在空穴输送层22上层叠发光层18R。接着，固定金属膜片，在发光层18R上层叠电子输送层24和电子注入层26。
(5)接着，对好金属膜片的位置，以便能够在形成例如绿色发光用的发光层18G的空穴输送层22上蒸镀有机层。与绿色的光对应，利用真空蒸镀法按顺序层叠发光层18G、电子输送层24、电子注入层26。
(6)而且，对好金属膜片的位置以便能够在蓝色的副像素单元上蒸镀有机层。之后与上述工序同样，与蓝色的光对应，按顺序蒸镀发光层18B、电子输送层24、电子注入层26。
(7)最后，除去与上述各副像素单元对应的金属膜片，在其一面层叠由ITO(Indium Tin Oxide)、MgAg薄膜+ITO等形成的透明电极14。
将上述本发明的制造工序与现有的制造工序相比，虽然增加了(2)的工序，但是，在本工序的(3)的工序中与现有的制法不同，大幅度削减了膜片的位置对合等复杂的膜片工艺。特别是在本实施例的工序(3)中，以基板一面为底座形成空穴注入层20及空穴输送层22，因此不需要膜片工艺。即，在本实施例中，只在R和G的副像素单元的反射电极12上形成规定膜厚的光穿透性导电膜50，对于RGB所有的副像素单元，利用同一工序一揽子形成膜厚大致相同的空穴注入层20、空穴输送层22，没有必要使用膜片。
因此如果采用本发明的有机EL显示器的制造方法，在制造成本、生产周期的方面是极其有利的。另外，由于上述工序(2)引起的制造成本、生产周期的损失与利用金属膜片分开涂敷所有的有机膜的情况相比是微不足道的。
而且，对于RG，由于设置光穿透性导电膜50，因此即使在RGB以大致相等的膜厚形成空穴输送层22和空穴注入层20，也可以分别与RGB相关将反射电极12和发光层18之间的距离设计在合适的范围内，可以得到希望的色纯度和发光效率。
接着，对其它实施例进行说明。以下，在图中，与上述第1实施例相同的构成要素采用相同的符号。
在上述第1实施例中，只对R和G的副像素单元在其反射电极12上形成规定膜厚的光穿透性导电膜50。在图5中，在本第2实施例的有机EL显示器201中，只对R的副像素单元在其反射电极12上形成规定膜厚的光穿透性导电膜50，对RGB所有的副像素单元一揽子形成相同膜厚的空穴注入层20、空穴输送层22。因此，图5所示的第2实施例的有机EL显示器201的构成与第1实施例的有机EL显示器1不同的只是G的副像素单元中的反射电极12上的光穿透性导电膜50没有了。
因此，省略构成要素、制法的说明，列出为了利用干涉的相互加强高效率地取出各波长λB、λR的光，各功能层的膜厚应该满足的关系。
LB＝nHTL·BdHTL+nHIL·BdHIL-λBφB/4π＝(2mB+1)λB/4、mB＝0，1，2···· (4)LR＝nITO·RdITO+nHTL·RdHTL+nHIL·RdHIL-λRφR/4π＝(2mR+1)λR/4mR＝0，1，2···· (5)在本第2实施例中，只对R的副像素单元在其反射电极12上形成规定膜厚的光穿透性导电膜50，可以对RGB所有的副像素单元一揽子层叠膜厚分别相同的空穴注入层20、空穴输送层22。
在上述第1及第2实施例中，对于有机EL显示器全部从阴极侧的上面取出光的顶部发射型的显示器进行了说明。但是，本发明的有机EL显示器也可以是底部发射型的显示器。一下，参照图6对底部发射型的第3实施例进行说明。
本发明所涉及的第3实施例的有机EL显示器401采用与第1实施例的有机EL显示器1的有机层16相同的层叠模型，变成夹持有机层16的反射电极12、透明电极14对调的构造。基板采用透明基板，在透明基板上按顺序层叠为阳极的透明电极14、有机层16、光穿透性导电膜50、为阴极的反射电极12。
因此，构成有机层16的发光层18及功能层可以与第1实施例的有机EL显示器1相同，形成反射电极12、透明电极14的材料也可以与有机EL显示器1相同。
另外，在上述第1及第2实施例中，根据式(2)及式(3)确定合适的膜厚的是空穴输送层22、空穴注入层20，但是，在第3实施例中，存在于反射电极12和发光层18之间的有机层是电子输送层24及电子注入层26，因此，根据上述的式(2)及式(3)使电子输送层24及电子注入层26进而光穿透性导电膜50最佳化。在此，分别以电子输送层、电子注入层替换式(2)及式(3)中的空穴输送层、空穴注入层，与上述实施例1同样计算出电子输送层、电子注入层、光穿透性导电膜的膜厚应该满足的关系。
以下说明第3实施例的有机EL显示器401的制造工序。
(1)准备玻璃基板等透明基板，利用金属膜片通过溅射法等利用光工序、蚀刻工序在该透明基板上形成为阳极的透明电极14(ITO、IZO)的图形。
(2)首先以各色空穴注入层20中的最薄的膜厚例如B的副像素单元所要求得膜厚在透明基板的一面蒸镀空穴注入层20。
(3)接着，对好金属膜片的位置，蒸镀不足部分的空穴注入层20以便达到例如G的副像素单元所规定的膜厚。
(4)而且，将金属膜片对准R的副像素单元的位置，蒸镀不足部分的空穴注入层20以便达到例如R的副像素单元所规定的膜厚。
(5)关于空穴输送层22的蒸镀，反复进行上述(2)-(4)的膜片工艺，对各RGB的副像素单元在空穴注入层20之上层叠规定的空穴输送层22。
(6)在空穴输送层22之上蒸镀发光层18。
(7)按顺序在发光层18上层叠预先通过式(2)及式(3)确定的膜厚的电子输送层24和电子注入层26，该层叠在RGB一面同时进行。
(8)对好金属膜片的位置，通过溅射法或蒸镀法等只在成为R和G的副像素单元的电子注入层26上形成根据式(3)确定的相同膜厚的光穿透性导电膜50的图形。
(9)最后，除去与上述各副像素单元对应的金属膜片，在一面层叠反射电极12。
在如以上所述的有机EL显示器401的制造工序中，以相同膜厚形成电子输送层24和电子注入层26，可以对RGB所有的副像素单元一揽子进行，不需要使用膜片。
而且，对于RG，由于其之间存在光穿透性导电膜50，所以即使在RGB以大致相同的膜厚形成电子输送层24和电子注入层26，关于RGB，分别可以将反射电极12和发光层18之间的距离设计在合适的范围内，可以得到希望的色纯度或发光效率。
上述第3实施例的有机EL显示器401与第1实施例的有机EL显示器对应，在R和G的副像素单元具备相同膜厚的光穿透性导电膜50，但是，也可以与第2实施例对应。
即，本发明的第4实施例的有机EL显示器与第2实施例的有机EL显示器201对应，是只在R的副像素单元具备光穿透性导电膜50的底部发射型的有机EL显示器。
在如以上所述的第4实施例的有机EL显示器的制造工序中，可以不要膜片工艺而对RGB所有的副像素单元形成电子输送层24和电子注入层26。另外，根据式(2)及式(3)，关于RGB，分别可以将反射电极12和发光层18之间的距离设计在合适的范围内，可以得到希望的色纯度或发光效率。
以上，对本发明所涉及的有机EL显示器的实施例进行了说明，但是，本发明的有机EL显示器不限定于上述实施例及以下说明的实施例。也可以在RGB所有的副像素单元的有机层16和反射电极12之间形成光穿透性导电膜50。这时，也可以利用式(3)及下述的式(6)将各个副像素单元下的光穿透性导电膜50的厚度设定在和使的范围内。也可以将形成R和G的光穿透性导电膜50的厚度设定成大致相等，并使B的光穿透性导电膜50的厚度比R或G的薄，与R及G分开，独立地将B的光穿透性导电膜50的厚度设定在合适的范围内，这时，在R和G，可以通过同一工序一揽子进行光穿透性导电膜50的成膜，有利于提高有机EL显示器的生产效率。
LB＝nITOdITO(B)+nHTLBdHTL+nHILBdHIL-λBφB/4π＝(2mB+1)λB/4、mB＝0，1，2····(6)另外，光穿透性导电膜50没有必要形成在反射电极12和与反射电极12最接近的有机层16之间。也可以插入在构成有机层16的层与层之间。
另外，在上述实施例中，使各副像素单元下的发光色为RGB等3基色，但是，各自图像单元的发光色也可以是RGB以外的颜色，另外，不限定与3色。各副像素单元下的发光色只要是2种以上即可适用本发明。
另外，在上述实施例中，对按各副像素单元使各个RGB的颜色发光来进行全彩色显示的情况进行了说明，但是，也可以是根据区域表现不同的颜色，即所谓的区域彩色显示。这时，将上述副像素单元置换成适当的区域，即可适用本发明的有机EL显示器的制造方法。
而且，在本发明的有机EL显示器中，功能层不一定必须是空穴输送层、空穴注入层、电子输送层及电子注入层的全部，在发光层和反射层之间至少存在一层即可。另外，在发光层和反射层之间存在3层以上的多层也可以适用本发明。
另外，如以上所述的本发明的有机EL显示器可以是顶部发射型的显示器，也可以是底部发射型的显示器，可以是无源方式，也可以是有源方式。而且，在上述实施例1、2等中，有机EL元件16及/或光穿透性导电膜的膜厚的最优化不是必须以B的副像素单元为基准来决定，可以以任何颜色的有机EL元件3为基准来进行各层的材料的折射率等的最优化。
另外，本发明可以在不超出其主题的范围内根据从业者的知识进行种种改进、修改、变更。
在本实施例中，在有机EL显示器中准备了与本发明有关的设计的像素和根据现有技术进行的设计的像素等2个部位，比较两像素的色度和辉度。像素2如现有技术那样没有在反射电极上形成光穿透性导电膜，在所有的RGB副像素单元使空穴输送层和空穴注入层的膜后一定。对于像素1，在RGB的所有副像素单元的反射电极上形成由厚20nm的ITO薄膜构成的光穿透性导电膜。像素1和像素2的不同仅在于在各RGB副像素单元是否存在光穿透性导电膜，其它要素的大小、规格全部大致相同。
在像素2，根据式(2)进行设计以便蓝色发光用的有机EL元件的直进光和反射光相互加强并取出到外部，像素1的有机EL元件的有机层的厚度与像素2相同。
像素1或2的材料及各层的膜厚如以下所示。
基板玻璃(0.7mmt)反射电极Al混合物或Cr(300nm)光穿透性导电膜ITO(厚度20nm)空穴注入层(20nm)空穴输送层(10nm)发光层(25nm)电子输送层(本次未使用)电子注入层(关于GRBB为20nm，G为30nm，R为45nm)透明电极MgAg+ITO(30nm)在本实施例中，假设上述像素2的显示器的RGB的各光的辉度为100％，评价像素1的辉度。其结果，形成光穿透性导电膜的副像素单元1其R和G的光的辉度分别提高了29％和23％，B的光的辉度下降了13％。如以上所述，这可以认为是由于为了在像素2蓝色发光用的有机EL元件的直进光和反射光相互加强并取出到外部而进行了最优化，在形成光穿透性导电膜的像素1辉度下降。
另外，图2是将像素1和像素2的CIE色度绘制在CIE色度图中的图。白色的记号表示像素1的CIE色度，黑色的记号表示像素2的CIE色度。与辉度同样的理由，得到了B的色度变坏但R和G的色度略微变好的结果。
因此，如本发明所涉及的实施例1的有机EL显示器1所示的，只在R和G的副像素单元的反射电极12上形成一定膜厚的光穿透性导电膜50，使空穴注入层20、空穴输送层22为相同膜厚，并使B的副像素单元的有机EL元件也最优化，可以在保证B的色纯度和辉度的同时，提高R和G的辉度20％以上。
本发明的有机EL显示器除了能够作为电视机或计算机中使用的薄型显示器或者在手机、车载定位系统、PDA等使用的小型显示器中利用外，还可以作为多彩式照明利用。
权利要求
1.一种有机EL显示器，包括多个有机EL元件，每个有机EL元件包括多个包括发光层的具有第一主表面和第二主表面的有机层；设置在所述有机层的第一主表面上的反射电极；以及设置在所述有机层的第二主表面上的透明电极；其特征在于，所述有机EL元件按照从该有机EL元件的发光层发出的光的颜色分成至少两类；其中至少一类所述有机EL元件具有插入到所述反射电极与所述有机层之间的光穿透性导电膜。
2.一种有机EL显示器，包括多个有机EL元件，每个有机EL元件包括多个包括发光层的具有第一主表面和第二主表面的有机层；设置在所述有机层的第一主表面上的反射电极；以及设置在所述有机层的第二主表面上的透明电极；其特征在于，所述有机EL元件按照从每个有机EL元件的发光层发出的光的颜色分成至少三类蓝光发射元件；绿光发射元件；和红光发射元件；其中至少从绿光发射和红光发射中选择的一个有机EL元件具有插入在反射电极与有机层之间的光穿透性导电膜。
3.如权利要求2所述的有机EL显示器，其特征在于，所述三类有机EL元件中的每一类包括插入在所述反射电极与所述有机层之间的光穿透性导电膜；其中用于绿光发射和/或红光发射的有机EL元件的光穿透性导电膜比用于蓝光发射的有机EL元件的光穿透性导电膜厚。
4.如权利要求2所述的有机EL显示器，其特征在于，其中用于绿光发射和/或红光发射的所述有机EL元件与用于蓝光发射的所述有机EL元件相比，其所述发射层与所述反射电极层之间的距离更长。
5.如权利要求2所述的有机EL显示器，其特征在于，其中用于绿光发射和/或用于红光发射的有机EL元件的所有的光穿透性导电膜具有大致相同的厚度。
6.如权利要求2所述的有机EL显示器，其特征在于，其中所述有机层在所述发光层的所述反射电极侧至少具有从空穴输送层和/或空穴注入层、或者电子输送层和/或电子注入层中选择的一个，其中用于蓝光发射、绿光发射和红光发射的所有的有机EL元件的空穴输送层和/或空穴注入层或电子输送层和/或电子注入层的厚度和材料大致相同。
7.如权利要求1所述的有机EL显示器，其特征在于，其中所有所述的有机EL元件从所述有机层的第一主表面到发光层的距离大致相同。
8.如权利要求2所述的有机EL显示器，其特征在于，其中所有所述的有机EL元件的从所述有机层的第一主表面到发光层的距离大致相同。
9.一种有机EL显示器的制造方法，所述有机EL显示器包括多个有机EL元件，每个有机EL元件包括发光层和至少一个功能层，所述有机EL元件按照从发光层发出的颜色分成至少三类蓝光发射元件；绿光发射元件；和红光发射元件，其特征在于，所述方法包括以下工序制备基板；在所述基板上形成多个反射电极；在相应于用于红光发射和/或绿光发射的有机EL元件的每个反射电极上形成光穿透性导电膜；在基板的整个表面上形成至少一个功能层；和在分别相应于用于蓝光发射、绿光发射和红光发射的有机EL元件的一个功能层上形成用于蓝光发射、绿光发射和红光发射的发光层。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能够消减膜片工艺数量、减少制造成本、提高生产效率且光的取出效率好的有机EL显示器，该显示器对于多个副像素单元能够一揽子进行存在于发光层和反射层之间的有机层的成膜。本发明的有机EL显示器具备具有发光层的有机层、附着在该有机层的一主面的反射电极、附着在上述有机层的另一主面的透明电极；其特征在于，具有多个至少分为蓝色发光用、绿色发光用、红色发光用等3种的有机EL元件，绿色发光用及红色发光用的上述有机EL元件具有存在于上述反射电极和上述有机层之间的光穿透性导电膜。
文档编号H05B33/12GK1713789SQ200510078979
公开日2005年12月28日 申请日期2005年6月21日 优先权日2004年6月25日
发明者田中淳, 村山浩二 申请人:奇美电子股份有限公司, 京都陶瓷株式会社