专利名称：：显示设备的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种显示设备。
背景技术：
：有机电致发光(EL)显示设备是一种新型的平板显示器，其由有机发光二极管(OLED)器件阵列形成。通常，OLED器件包括用作阳极的电极、用作阴极的电极、以及夹在这两个电极之间的若干薄有机层。所述有机层包括至少一个发光层，其包含多于一个的荧光或磷光有机化合物，用于以每种发光颜色来发光。将电压施加到OLED器件，空穴和电子分别从阳极和阴极注入，并在发光层形成激子。然后，这些激子重新组合并释放它们的能量，以作为光的发射。在所述OLED器件中，建议使用光的干涉效应来增强发光效率或者调整色度。例如，第6，541，130号美国专利提出调整形成在发光层与反射电极之间的有机层的膜厚度以增加干涉。此外，例如，在Appl.Phys.Lett"Vol.81,p.3921(2002)中,提出包括两个反射面的空腔结构，用于增强发光或调整发光色度。一反射面是反射电极，另一反射面是位于光提取(extract)侧的透明电极与空气之间的界面。此外，在Appl.Phys.Lett"Vol.88，p.073517(2006)等中，提出一种空腔结构，用于在位于光提取侧的金属半透明电极与反射电极之间增强发光或调整发光色度。然而，在上述技术中，需要对于每种发光颜色改变有机层的膜厚度、透明电极的厚度等，这导致以下问题显示设备的制造工艺变得更加复杂。
发明内容针对上述问题，本发明的目的在于提供一种显示设备，该显示设备通过简单的结构而具有高效率以及极好的颜色纯度。为了解决上述问题，根据本发明的显示设备包括多个OLED器件，其包括红色发光器件、绿色发光器件和蓝色发光器件，每个OLED器件具有有机层，有机层包括形成在第一电极与第二电极之间的发光层，其中，从所述第二电极提取光，所述每个OLED器件具有空腔结构，其中，在发光层发出的光在第一反射面与第二反射面之间谐振，所述第一反射面设置在相对于发光层更加靠近第一电极的一侧，所述第二反射面设置在相对于发光层更加靠近第二电极的一侧，其中具有三种颜色的OLED器件中的一个或两个在相对于发光层更加靠近第二电极的一侧上包括金属半透明层，第二反射面包括金属半透明层在发光层的一侧上的表面；以及其余OLED器件在相对于发光层更加靠近第二电极的一侧上包括低折射率层，低折射率层具有比第二电极更低的折射率，所述第二反射面包括低折射率层在发光层的一侧的表面。根据本发明，可通过简单的结构实现具有高效率以及极好的颜色纯度的显示设备。通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特点将变得清楚。图l是根据本发明的有机电致发光显示设备的示意图(示意性截面图1)。图2是光在光学空腔中的多重干涉的示意图。图3是根据本发明的有机电致发光显示设备的示意图(示意性截面图2)。具体实施例方式以下，将根据配置示例来描述本发明的原理。图1示出根据本发明的全彩色显示设备的示意性截面图，换言之，根据该实施例的显示设备具有多个像素，每个像素具有多种颜色(红(R)、绿(G)和蓝(B))的子像素。有机EL显示设备在图1中示为示例，但是还可釆用无机EL显示设备或量子点(quantum-dot)发光二极管(QD-LED)显示设备。在组成图1所示的有机EL显示设备的红OLED器件、绿OLED器件和蓝OLED器件中的每一个中，反射电极(第一电极)102以及形成在反射电极102上的透明电极103B堆叠在基底100上以形成阳极。在由此形成的阳极上，包括荧光有机化合物或磷光有机化合物的有机层101被堆叠，以形成用作阴极的透明电极(第二电极)103。此外，只有在GOLED器件中，才在透明电极103上形成金属半透明电极(金属半透明层)104。在有机层101中，如图l所示，通常堆叠的有空穴传输层106、发光层105(R发光层115、G发光层125和B发光层135)以及电子传输层107。发光层105包括根据每种发光颜色的荧光有机化合物或磷光有机化合物。此外，如果有必要，则可分别在阳极与空穴传输层106之间以及阴极与电子传输层107之间夹有空穴注入层108和电子注入层109。当将电压施加到这些OLED器件时，分别从阳极与阴极将空穴与电子注入有机层101。注入的空穴和电子在发光层105中形成激子，当激子彼此重新组合时，发出光(自发发光)。在图l所示的OLED器件的配置示例中，透明电极103侧(第二电极侧)成为相对于发光层105的光提取侧。在各个R、G和BOLED器件中，在第一反射面与第二反射面之间形成光学空腔结构。在图l所示的配置示例中，在相对于发光层105与光提取侧相对的一侧上形成形成第一反射面。换句话说，第一反射表面被布置在反射电极102与反射电极102上的透明电极103B之间的界面处。第一电极在R、G和BOLED器件中是公共的。另一方面，在相对于发光层105的光提取侧上形成第二反射面，以及该第二反射面在R和BOLED器件与GOLED器件之间是不同的。在R和BOLED器件中，第二反射面是低折射率层的发光层侧的表面，低折射率层具有比第二电极(透明电极103)低的折射率。例如，低折射率层是空气、树脂、SiNxOy和SK)2。在图1中，低折射率层是空气，因此，在透明电极103的自由端上形成第二反射表面。当还在发光层上叠置多个层并且从发光层起在光提取方向所述层的折射率是从大到小的时，所述第二反射表面是在具有最大折射率比的层之间的界面处的。在GOLED器件中，第二反射面是作为光学固定端的金属半透明层的发光层侧的表面。因此，本发明的特征在于按照R、G和BOLED器件的峰值发光波长的下降顺序来交替形成自由端的第二反射面和固定端的第二反射面。在光学空腔中，自发发光的发光特性由于多重干涉效应而改变。在图2中示出多重干涉的概念。从发光点201发出的光在第一反射面与第二反射面之间反射多次，这在光学空穴中造成大量反射的光之间的多重干涉。为了利用光学空腔的多重干涉来增加特定发光波长，有必要调整第一反射面与第二反射面之间的光程长度(折射率x膜厚度)。此外，在图2中，标号202指示多重反射光。现在，假设OLED器件的发光波长和波数分别是X和k-2n/X。假设第二反射面的复反射系数是r+=Ir+lexpicp+，第一反射面的复反射系数是r一=lr一lexpicp一，第一反射面与第二反射面之间的光程长度(光学距离)是L，并且从发光点201到第一反射面的光程长度是L一，那么，到达光提取侧(第二反射面侧)的发光强度I(入)沿着与基底垂直的方向与公式I的右侧成比例。公式I的右侧的分子表示广角干涉的影响，公式I的右侧的分母表示多重干涉的影响。复反射系数的相位cp-和(p+表示各个反射面的相移。在这种情况下，假i殳相移的域如下一n<cp—<n,-n<cp+<n。1+r画exp[d]exp[/2仏](公式I)假设正整数m等于或大于0，则从公式I的分母的相位部分可知，通过公式II给出增加多重干涉的干涉条件。在这种情况下，假设在反射面的相移总和为(p=q>-+<P+。因此，为了相对于发光波长k来增加光提取效率，可调整光程长度L以满足公式II。多重干涉增加的范围为m±0.25。一+一=w,、《,、义2;r(/〉式11)对于R、G和BOLED器件，分别假设峰值发光波长是k、XG和Xb，第一反射面与第二反射面之间的光程长度是LR、Lg和Lb，反射面上的相移是(Pr、(Pg和(()b。根据公式II，设置第一反射面与第二反射面之间的光程长度LR、Lg和Lb，以满足使用正整数iTiR、mG和itiB的公式III。期望正整数iriR、iriG和mB等于或小于3，从而不会由于视角改变而产生大的色度变化。几w2;r2L「0「2_LR么(公式III)义s2;r在固定端(诸如金属反射面)或从低折射率改变到高折射率的反射面，相移大约为-n。另一方面，在自由端(诸如从高折射率改变到低折射率的反射面)，相移大约为o。在该实施例的示例中，假设R、G和BOLED器件的相移是(Pr、<pG和(Pb，它们的范围分别是cpR到-II、(pc到-2n和cpB到-n。这里，当正整数被选为mR=mG=2和mB=3时，公式HI变为用于公式IV的光程长度的条件。丄f义乙C4AG"Z义s(公式IV)^4R的峰值发光波长XR大约从600nm到640nm，G的峰值发光波长大约从505nm到545nm，B的峰值发光波长^大约从440nm到480nm。从以上看出，大致存在比例关系XR:XG:XB=7:6:5或人r:k:"=6:5:4。因此，与公式IV的条件相结合，可按照LR、Lc和LB的顺序将增加干涉的R、G和BOLED器件的各个光程长度大致设置为相同的水平。因此，在R、G和BOLED器件中，用于增加光学空腔的干涉的条件可通过简单的器件结构得到满足，其中，除了形成在第一反射面与第二反射面之间的发光层之外的各个层是公共的。应注意上述除发光层之外的各个层包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、反射电极上的透明电极、透明电极和电荷生成层，并且所述各个层还可包括载流子传输层和电荷注入层。因此，根据本发明，可利用简单的结构来实现具有高效率和极好的颜色纯度的显示设备。在该实施例中，第二反射面按照R、G和BOLED器件的发光波长的下降顺序而在R中具有自由端、在G中具有固定端并在B中具有自由端。这里，如图3所示，可在透明电极103与有机层101之间形成GOLED器件的金属半透明电极104。在这种情况下，如果正整数被选为mR=2、mG=l和iiib-3，则公式III变为用于公式V的光程长度的条件。此外，在这种情况下，调整透明电极103的光程长度，其结果是，在R、G和BOLED器件中，用于增加光学空腔的千涉的条件可通过简单的器件结构得到满足，其中，除了夹在第一反射面与第二反射面之间的发光层之外的各个层对于R、G和BOLED器件而言是公共的。换言之，可利用简单的结构来实现具有高效率和极好的颜色纯度的显示设备。">fi(公式V)此外，代替GOLED器件，可在R和BOLED器件中形成金属半透明电极104。换言之，第二反射面可按照R、G和BOLED器件的发光波长的下降顺序而在R中具有固定端、在G中具有自由端，并在B中具有固定端。至此，通过如下结构进行描述，在所述结构中，基底侧是阳极，光提取侧是阴极。然而，还可通过以下的结构实现本发明，其中，基底一侧是阴极，光提取侧是阳极，按照相反的顺序来堆叠空穴传输层、发光层和电子传输层。因此，根据本发明的显示设备并不受限于基底侧是阳极且光提取侧是阴极的结构。此外，图1的空穴传输层106、发光层105、电子传输层107、空穴注入层108和电子注入层109中使用的有机化合物包括低分子量材料、高分子量材料，或者包括低分子量材料以及高分子量材料两者，并不特别受到限制于此。如果必要的话，还可使用无机材料。此夕卜，考虑到形成各个层的容易性，可按照跨越R、G和BOLED器件的方式连续形成除了发光层之外的有机层。根据该实施例的有机EL显示设备具有顶部发射结构，但是也可具有底部发射结构，其中，基底侧变为光提取侧。以下，将给出更加详细的描述。以下将描述本发明的示例，但是本发明并不受限于此。(示例1)通过下述方法来制造图1所示的结构的全彩色有机EL显示设备。换言之，根据示例1的显示设备是这样一种有机EL显示设备，其中，像素由多种颜色(红(R)、绿(G)和蓝(B))的子像素形成，第二反射面交替地在ROLED器件中具有自由端，在GOLED器件中具有固定端，在BOLED器件中具有自由端。首先，在用作支撑部件的玻璃基底上，形成由低温多晶硅制成的TFT驱动电路，其上形成由丙烯酸类树脂制成的平面化膜，以形成基底100。在基底100上，通过溅射方式形成膜厚度大约为150nm的Al合金，作为反射电极102。由Al合金制成的反射电极102是高反射性电极，其在可见光的波长带(1=380nm到780nm)中具有等于或大于75%的光镨反射性。可使用Ag合金来代替Al合金。在反射电极102上，作为位于反射电极102之上的透明电极103B，通过'减射方式形成膜厚度为20nm的氧化铟锌(IZO)，执行电极构图以形成阳极。此外，形成膜厚度为320nm的SiNxOy的器件隔离膜，然后，在每个子像素中蚀刻用作电致发光(EL)的发光区的开口部分，以形成阳极基底。利用异丙醇(isopropylalcohol,IPA)对阳极基底进行超声波清洗，随后，在清洗过后通过沸腾法将阳极基底弄干。此后，对阳极基底进行UV/臭氧清洗，并通过真空气相淀积方法来形成R、G和B的各个有机层101。首先，形成膜厚度为200nm的由下面的结构公式表示的化合物(1)，作为R、G和B所公共的空穴传输层106。在这种情况下的真空程度为1x10"Pa，淀积速率为0.2nm/sec。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>化合物(I)接着，使用阴影掩模(shadowmask)来形成用于R、G和B中的每一个的发光层。作为R发光层115，作为主体的CBP和磷光化合物Btp2Ir(acac)被共同淀积，以形成膜厚度为65nm的发光层。作为G发光层125,作为主体的Alq3和发光化合物氧杂萘邻铜(Coumarin)6被共同淀积，以形成膜厚度为20nm的发光层。作为B发光层135，作为主体的如下化合物(II)和发光化合物(III)被共同淀积，以形成膜厚度为80nm的发光层。在淀积期间的真空程度为1xl(T4Pa，膜形成速率为0.2nm/sec。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>化合物(II)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>化合物(III)此外，作为R、G和B所共有的电子传输层107，通过真空气相淀积方法形成膜厚度为10nm的二苯菲罗林(bathophenanthroline，Bphen)。在淀积期间的真空程度为1x10"Pa，膜形成速率为0.2nm/sec。接着，作为R、G和B所共有的电子注入层109，将Bphen和Cs2COs共同淀积(重量比=卯:10)，以形成膜厚度为60nm的电子注入层。在共同淀积期间的真空程度为3x10"Pa，膜形成速率为0.2nm/sec。直到电子注入层109形成后才形成的基底被用作透明电极103，通过濺射方式形成膜厚度为55nm的IZO。此外，使用阴影掩模，形成膜厚度为10nm的Ag,作为G的透明电极103上的金属半透明电极104。此外，在显示设备的附近安放吸湿剂，并用蚀刻的帽状玻璃将其密封，由此，获得有机EL显示设备。在本发明的示例1中，按照R、G和BOLED器件的峰值发光波长的下降顺序，交替地形成自由端的第二反射面、固定端的第二反射面和自由端的第二反射面。公式VI表示通过计算用于R、G和B的公式III的左侧之和而获得的值，其为相应于正整数niR-2、mc=2和mB-3的光程长度。在R、G和B中，所获得的分别是位于范围mR±0.25、mG±0.25和mB士0.25之内的光程长度，其落入增加多重干涉的范围之内。此外，除了发光层之外的有机层在结构上对于R、G和B是公共的。々2丌^+4=3.16s3,(公式VI)(示例2)通过以下描述的方法来制造图3所示的结构的全彩色有机EL显示设备，在空穴传输层106形成之前按照与示例l相同的方式来制造所述全彩色有机EL显示i殳备。接着，将使用阴影掩模来形成用于R、G和B的各个发光层。作为R发光层115，作为主体的CBP和磷光化合物BtpMr(acac)被共同淀积，以形成膜厚度为70nm的发光层。作为G发光层125，作为主体的Alq3和发光化合物氧杂萘邻铜6被共同淀积，以形成膜厚度为15nm的发光层。作为B发光层135，作为主体的化合物(II)和发光化合物(III)被共同淀积，以形成膜厚度为85nm的发光层。在淀积期间的真空程度为1x10"Pa,膜形成速率为0.2nm/sec。此外，作为R、G和B所共有的电子传输层1(T7，通过真空气相淀积方法形成膜厚度为10nm的二苯菲罗林(Bphen)。在淀积期间的真空程度为1x10"Pa，膜形成速率为0.2nm/sec。接着，作为R、G和B所共有的电子注入层109，将Bphen和Cs2C03共同淀积(重量比=90:10)，以形成膜厚度为15nm的电子注入层。在共同淀积期间的真空程度为3xlO-4Pa，膜形成速率为0.2nm/sec。在本发明的示例2中，仅仅在G的电子注入层109上，使用阴影掩模，形成膜厚度为20nm的Ag，作为金属半透明电极l(M。此外，作为R、G和B所共有的透明电极103,通过溅射方式形成膜厚度为85nm的IZO。最终，在显示设备的附近安放吸湿剂，并用蚀刻的帽状玻璃将其密封，由此，获得有机EL显示设备。在本发明的示例2中，按照R、G和BOLED器件的峰值发光波长的下降顺序，交替地形成自由端的第二反射面、固定端的第二反射面和自由端的第二反射面。公式VII表示通过计算用于R、G和B的公式III的左侧之和而获得的值，其为相应于正整数mR=2、mc=l和iriB-3的光程长度。在R、G和B中，所获得的分别是对应于范围mR±0.25、mG±0.25和mB±0.25的光程长度，其落入增加多重千涉的范围之内。此外，除了发光层之外的有机层在结构上对于R、G和B是公共的。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>(公式VH)(比较示例i)比较示例1与示例1相同，只是金属半透明电极104没有形成在G子像素中。换言之，在R、G和B中，所有第二反射面具有自由端。(比较示例2)比较示例2与示例2相同，只是金属半透明电极104没有形成在G子像素中。换言之，在R、G和B中，所有第二反射面具有自由端。(比较示例3)比较示例3描述的是对于R、G和B对除了发光层之外的有机层进行彩色编码的情况。直到空穴传输层的形成，比较示例3与示例1相同。使用阴影掩模在每个子像素中形成化合物(I)，其中膜厚度为235nm的作为R空穴传输层，膜厚度为170nm的作为G空穴传输层，膜厚度为120nm的作为B空穴传输层。在这种情况下的真空程度为1xl(T4Pa，汽相淀积速率为0.2nm/sec。接着，将使用阴影掩模来形成用于R、G和B的各个发光层。作为R发光层，作为主体的CBP和礴光化合物Btp2Ir(acac)被共同淀积，以形成膜厚度为30nm的发光层。作为G发光层，作为主体的Alq3和发光化合物氧杂萘邻铜6被共同淀积，以形成膜厚度为40nm的发光层。作为B发光层，作为主体的化合物(II)和发光化合物(III)被共同淀积，以形成膜厚度为35nm的发光层。在淀积期间的真空程度为1x10"Pa，膜形成速率为0.2nm/sec。此外，作为R、G和B所共有的电子传输层，通过真空汽相淀积方法形成膜厚度为10nm的二苯菲罗林(Bphen)。在淀积期间的真空程度为1x10"Pa，膜形成速率为0.2nm/sec。接着，作为R、G和B所共有的电子注入层，将Bphen和Cs2C03共同淀积(重量比=90:10)，以形成膜厚度为20nm的电子注入层。在共同淀积期间的真空程度为3x10"Pa，膜形成速率为0.2nm/sec。此外，作为R、G和B所共有的透明电极103，通过溅射方式形成膜厚度为80nm的IZO。最终，在显示设备的附近安放吸湿剂，并用蚀刻的帽状玻璃将其密封，由此，获得OLED器件。换言之，比较示例3是这样一种配置示例，其中，在R、G和B中，所有第二反射面具有自由端，对于R、G和B，对除了发光层之外的有机层(比较示例3中的空穴传输层)进行彩色编码，从而满足谐振条件。表l示出在示例l、示例2、比较示例1、比较示例2和比较示例3中，R、G和B子像素的发光效率(cd/A)、CIE色度(x和y)、功耗比和Gamut评估值。功耗比基于比较示例3的功耗比。在比较示例1和比较示例2中，与比较示例3相比，Gamut的性能下降，同时，结构得到简化。同时，在示例1和示例2中，可利用与比较示例3相比更加简单的结构来实现与比较示例3的情况相同的性能(诸如功耗比和Gamut)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>尽管参照实施例描迷了本发明，但是应理解本发明并不受限于所公开的实施例。权利要求的范围将被给予最宽泛的解释，从而包括所有的所述修改以及等同的结构和功能。权利要求1、一种显示设备，包括多个有机发光器件，该有机发光器件包括红色发光器件、绿色发光器件和蓝色发光器件，每个有机发光器件具有有机层，该有机层包括形成在第一电极与第二电极之间的发光层，其中，从所述第二电极提取光，所述多个有机发光器件中的每一个具有空腔结构，在该空腔结构中，在发光层中发出的光在第一反射面与第二反射面之间谐振，所述第一反射面设置在相对于发光层与光提取侧相对的一侧上，所述第二反射面设置在相对于发光层的光提取侧上，其中具有三种颜色的有机发光器件中的一个或两个在相对于发光层的光提取侧上包括金属半透明层，以及第二反射面包括金属半透明层在发光层侧上的表面；以及其余有机发光器件在相对于发光层的光提取侧上包括低折射率层，该低折射率层具有比第二电极低的折射率，以及所述第二反射面包括低折射率层在发光层侧的表面。2、如权利要求1所述的显示设备，其中绿色发光器件的第二反射面包括金属半透明层在发光层侧的表面；以及红色发光器件的第二反射面和蓝色发光器件的第二反射面各自包括低折射率层在发光层侧的表面。3、如权利要求1所述的显示设备，其中，当红色发光器件的峰值发光波长、绿色发光器件的峰值发光波长和蓝色发光器件的峰值发光波长分别是^、k和^，红色发光器件的第一反射面与第二反射面之间的光程长度、绿色发光器件的第一反射面与第二反射面之间的光程长度以及蓝色发光器件的第一反射面与第二反射面之间的光程长度分别是LR、Lc和LB时，满足下面的公式I:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>——公式I其中，CpR、(PG和CPB分别表示红色发光器件的第一反射面的相移与第二反射面的相移之和、绿色发光器件的第一反射面的相移与第二反射面的相移之和以及蓝色发光器件的第一反射面的相移与第二反射面的相移之和。4、如权利要求1所述的显示设备，其中，当红色发光器件的峰值发光波长、绿色发光器件的峰值发光波长和蓝色发光器件的峰值发光波长分别是^、k和u，红色发光器件的第一反射面与第二反射面之间的光程长度、绿色发光器件的第一反射面与第二反射面之间的光程长度以及蓝色发光器件的第一反射面与第二反射面之间的光程长度分别是LR、Lc和LB时，满足下面的公式II:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>-——公式n其中，(Pr、q)g和cpB分别表示红色发光器件的第一反射面的相移与第二反射面的相移之和、绿色发光器件的第一反射面的相移与第二反射面的相移之和以及蓝色发光器件的第一反射面的相移与第二反射面的相移之和。5、如权利要求1所述的显示设备，其中，连续地形成除了发光层之外的有机层，从而跨越多个有机发光器件。6、如权利要求1所述的显示设备，其中，有机层包括载流子传输层。7、如权利要求1所述的显示设备，其中，有机层包括电荷注入层。全文摘要本发明提供了一种显示设备，其中在红色发光器件、绿色发光器件和蓝色发光器件中，有机发光器件中的一个或两个在相对于发光层更加靠近第二电极的一侧上包括金属半透明层，第二反射面包括金属半透明层在发光层侧上的表面；以及其余有机发光器件在相对于发光层更加靠近第二电极的一侧上包括低折射率层，低折射率层具有比第二电极低的折射率，所述第二反射面包括低折射率层在发光层侧的表面。文档编号H05B33/14GK101351065SQ200810133650公开日2009年1月21日申请日期2008年7月18日优先权日2007年7月19日发明者福田浩一申请人:佳能株式会社