專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用有機(jī)發(fā)光器件(有機(jī)電致發(fā)光(EL)器件)的顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，作為替代常規(guī)的CRT和IXD的顯示裝置，使用用于顯示多個(gè)不同的發(fā)光顏色的有機(jī)發(fā)光器件的顯示裝置已受到關(guān)注。有機(jī)發(fā)光器件中的每一個(gè)是包含夾在陽極和陰極之間的多個(gè)有機(jī)化合物層的自發(fā)光器件，所述多個(gè)有機(jī)化合物層包含發(fā)光層。因此，使用有機(jī)發(fā)光器件的顯示裝置在襯度和顏色再現(xiàn)性方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。有機(jī)發(fā)光器件是其中層疊具有不同的功能的多個(gè)薄膜的薄膜發(fā)光器件。對于這種結(jié)構(gòu)，由于作為薄膜發(fā)光器件的特征的全反射效果，產(chǎn)生光限制效果。因此，在器件內(nèi)產(chǎn)生的光中的可被提取到器件外面的發(fā)射光僅為約20 30%。因此，薄膜發(fā)光器件具有將發(fā)射光提取到外面的效率低下的問題。為了解決上述的問題，例如，提出微透鏡被設(shè)置在有機(jī)發(fā)光器件的發(fā)射提取表面?zhèn)纫允沟冒l(fā)射光有效提取到器件外面的顯示裝置(參見日本專利申請公開 No.2004-039500)。在日本專利申請公開No. 2004-039500中描述的技術(shù)中，描述了用于通過微透鏡提高發(fā)光效率的方法。但是，在當(dāng)具有微透鏡的有機(jī)發(fā)光器件被用于顯示裝置時(shí)的顏色再現(xiàn)性方面的顯示性能沒有被檢查。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的問題，本發(fā)明具有提供一種使用具有微透鏡的有機(jī)發(fā)光器件的顯示裝置的目的，該顯示裝置具有高的發(fā)光效率和良好的顯示性能。使得實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下。S卩，根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包含有機(jī)發(fā)光器件，所述有機(jī)發(fā)光器件包含第一電極、發(fā)光層和第二電極，所述多個(gè)像素包含光學(xué)單元，所述光學(xué)單元用于允許從有機(jī)發(fā)光器件發(fā)射的光的一部分在改變其出射方向的同時(shí)出射到外面，其中，在所述多個(gè)像素中，有機(jī)發(fā)光器件的發(fā)光位置與第一電極之間的光學(xué)距離 L1以及發(fā)光位置與第二電極之間的光學(xué)距離L2滿足下式ΙΙ^/λ+φχ/Ιπ=!;禾口L2 > O，且 2 νλ+φ2/2π<1,
toon] 這里，λ是從有機(jī)發(fā)光器件發(fā)射的光的譜的最大峰值波長，φι是當(dāng)在發(fā)光位置處發(fā)射的光被第一電極反射時(shí)出現(xiàn)的相位偏移，并且Φ2是當(dāng)在發(fā)光位置處發(fā)射的光被第二電極反射時(shí)出現(xiàn)的相位偏移。 根據(jù)本發(fā)明，通過最低次的光學(xué)干涉設(shè)定有機(jī)發(fā)光器件。因此，以高的顏色純度發(fā)射的光可被光學(xué)單元以良好的顏色再現(xiàn)性提取到顯示裝置的外面。因此，實(shí)現(xiàn)了提供具有高的發(fā)光效率和良好的顯示性能的顯示裝置的優(yōu)異效果。
參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置的層結(jié)構(gòu)的部分截面圖。圖2是示出常規(guī)的顯示裝置的層結(jié)構(gòu)的部分截面圖。圖3A、圖;3B、圖3C、圖3D和圖3E是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置的制造步驟的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。但是，本發(fā)明不限于本實(shí)施例。對于沒有在本說明書中特別示出或描述的部分，應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中的已知或公知的技術(shù)。(顯示裝置的配置)首先，參照圖1，描述根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置的層結(jié)構(gòu)的部分截面圖，而圖2是示出常規(guī)顯示裝置的層結(jié)構(gòu)的部分截面圖。如圖1所示，根據(jù)本實(shí)施例的顯示裝置是頂發(fā)射型顯示裝置，其中，從在基板10上形成的有機(jī)發(fā)光器件的上表面提取光。根據(jù)本實(shí)施例的顯示裝置包括基板10和在基板10上以矩陣狀形成的多個(gè)像素。 多個(gè)像素構(gòu)成顯示區(qū)域。這里的像素意味著與一個(gè)發(fā)光器件對應(yīng)的區(qū)域。在本實(shí)施例中， 作為例子描述包括分別在多個(gè)像素中形成的發(fā)射紅(R)光、綠(G)光和藍(lán)(B)光的有機(jī)發(fā)光器件的顯示裝置。不特別限制顯示裝置的光發(fā)射的顏色，只要顏色的數(shù)量為至少兩個(gè)即可，并且，可以使用發(fā)射任意顏色的光的有機(jī)發(fā)光器件。用于使像素相互隔離的像素隔離層12被設(shè)置在有機(jī)發(fā)光器件之間。有機(jī)發(fā)光器件中的每一個(gè)被設(shè)置在陽極電極11和陰極電極18之間。在一對電極11和18之間，設(shè)置空穴注入/傳輸有機(jī)化合物層13、包含紅光發(fā)射層的圖案層14、包含綠光發(fā)射層的圖案層15、 包含藍(lán)光發(fā)射層的圖案層16以及電子注入/傳輸有機(jī)化合物層17。以下，圖案層14 16 被簡稱為發(fā)光層14 16。更具體而言，在基板10上形成對于各像素構(gòu)圖的陽極電極11。 在陽極電極11上，形成空穴注入/傳輸有機(jī)化合物層13以及發(fā)光層14 16。在發(fā)光層 14 16上，形成電子注入/傳輸有機(jī)化合物層17。并且，在其上面形成陰極電極18。陽極電極(第一電極)11由例如Ag等的具有高反射率的導(dǎo)電金屬材料制成。陽極電極11可由疊層形成，該疊層包含由上述的金屬材料制成的層和空穴注入性能優(yōu)異的諸如氧化銦錫(ITO)的透明導(dǎo)電材料制成的層。同時(shí)，對于多個(gè)有機(jī)發(fā)光器件共同形成陰極電極(第二電極)18。陰極電極18具有允許將從發(fā)光層14 16發(fā)射的光提取到器件的外面的半反射性能或透光性能的結(jié)構(gòu)。 更具體而言，當(dāng)為了提高器件內(nèi)的干涉效果，陰極電極18具有半反射性能的結(jié)構(gòu)時(shí)，由諸如Ag和AgMg的電子注入性能優(yōu)異的導(dǎo)電金屬材料制成的層被形成為具有2 50nm的厚度，以形成陰極電極18。術(shù)語“半反射性能”意味著反射在器件內(nèi)部產(chǎn)生并且從器件發(fā)射的光的一部分并且透過發(fā)射光的另一部分的性能，并且，相對于可見光具有20 80%的反射率。術(shù)語“透光性能”意味著相對于可見光具有80%或更高的透過率的性能。
空穴注入/傳輸有機(jī)化合物層13由單層或多層形成，所述單層或多層由具有空穴注入和傳輸性能的有機(jī)化合物制成。作為空穴注入/傳輸有機(jī)化合物層13的結(jié)構(gòu)的例子， 例如，給出單層的空穴注入層、單層的空穴傳輸層、或者空穴注入層和空穴傳輸層的疊層結(jié)構(gòu)。作為用于形成空穴注入/傳輸有機(jī)化合物層13的材料，可以使用已知的材料。用于發(fā)射紅光的發(fā)光層14、用于發(fā)射綠光的發(fā)光層15和用于發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光層 16中的每一個(gè)的材料不被特別限制，并且，可以使用已知的材料。例如，可以使用由同時(shí)具有發(fā)光性能和載流子傳輸性能的材料制成的單層，或者由具有載流子傳輸性能的主材和諸如熒光材料或磷光材料的發(fā)光性材料的混合物制成的層。電子注入/傳輸有機(jī)化合物層17由單層或多層形成，所述單層或多層由具有電子注入/傳輸性能的有機(jī)化合物制成。作為電子注入/傳輸有機(jī)化合物層17的結(jié)構(gòu)的例子， 例如，給出單層的電子注入層、單層的電子傳輸層或者電子注入層和電子傳輸層的疊層結(jié)構(gòu)。作為用于形成電子注入/傳輸有機(jī)化合物層17的材料，可以使用已知的材料。像素電路在基板10上形成，以能夠獨(dú)立地驅(qū)動有機(jī)發(fā)光器件中的每一個(gè)。像素電路由多個(gè)晶體管(未示出)形成。上面形成晶體管的基板10被層間絕緣膜(未示出)覆蓋，通過該層間絕緣膜，形成用于相互電連接晶體管和陽極電極11的接觸孔。在層間絕緣膜上，形成用于吸收由于像素電路的形成導(dǎo)致的表面凹凸以使表面平坦的平坦化膜(未示出)。在陰極電極18上，形成用于保護(hù)有機(jī)發(fā)光器件免于空氣中包含的氧或水的影響的保護(hù)層19。在保護(hù)層19的光提取側(cè)(圖1的向上方向)，作為光學(xué)單元以陣列狀形成多個(gè)微透鏡20a。微透鏡20a具有用于改變在發(fā)光層中產(chǎn)生的光的至少一部分的出射方向并且允許光出射到外面的聚光效果。通過例如加工樹脂材料形成微透鏡20a。更具體而言，可通過諸如壓紋 (embossing)的方法形成微透鏡20a。微透鏡20a的聚光效果依賴于發(fā)光面積、微透鏡中的每一個(gè)的曲率以及從發(fā)光面到微透鏡的距離。因此，優(yōu)選通過使用上述要素作為參數(shù)來設(shè)計(jì)微透鏡。發(fā)光面積和聚光性能的依賴性可被描述如下。特別地，在微透鏡的中心正下方發(fā)射的光可能在正面方向上會聚，而在微透鏡的周邊正下方發(fā)射的光不太可能在正面方向上會聚。也可通過光刻法形成微透鏡。另選地，可通過以下的方法形成微透鏡。用作微透鏡材料的感光材料通過光刻法被構(gòu)圖，并然后通過退火被回流，以形成透鏡形狀。此外，另選地，可通過利用灰色掩模進(jìn)行光刻法，將感光材料直接形成為透鏡形狀。此外，另選地，在抗蝕劑被施加到微透鏡材料上并被加工成透鏡形狀之后，抗蝕劑的透鏡形狀可通過各向異性蝕刻被轉(zhuǎn)印到微透鏡材料。此外，另選地，在另一基板上加工微透鏡之后，由此加工的微透鏡可與發(fā)光器件接合。這里的術(shù)語“聚光”意味著，與其上不存在微透鏡的平坦光提取表面上的光線的出射性能相比，光被會聚。如普通透鏡的情況那樣，在比焦距短的位置處發(fā)射的光即使通過會聚透鏡也比平行光發(fā)散。但是，即使在這種情況下，與不設(shè)置微透鏡的情況相比，光也在聚光方向上折射。雖然優(yōu)選對于各像素(與有機(jī)發(fā)光器件相當(dāng))獨(dú)立地形成微透鏡20a，但是，可對于一個(gè)像素形成多個(gè)微透鏡，或者，可對于多個(gè)像素形成一個(gè)微透鏡。并且，根據(jù)微透鏡20a中的每一個(gè)的形狀，可以在其上面形成保護(hù)層。(顯示裝置的效果和干涉條件)通過上述的配置，例如，當(dāng)對于一個(gè)像素設(shè)置一個(gè)微透鏡20a時(shí)，從有機(jī)發(fā)光器件發(fā)射的光透過陰極電極18。隨后，光透過保護(hù)層19和微透鏡陣列20，并然后發(fā)射到有機(jī)發(fā)光器件的外面。在不形成微透鏡20a的情況下(參見圖2)，從發(fā)光層傾斜地發(fā)射的光21當(dāng)從保護(hù)層19出射時(shí)以更寬的角度(在由箭頭23表示的方向上)出射。另一方面，如圖1所示， 與不設(shè)置微透鏡20a的情況相比，通過包含微透鏡20a的配置，透過微透鏡并然后發(fā)射到外面的光22的出射角度變得更接近相對于基板的垂直方向(沿由箭頭22表示的方向)。因此，與不存在微透鏡20a的情況相比，在存在微透鏡20a的情況下，在相對于基板的垂直方向上的聚光效果得到提高。特別地，作為顯示裝置，可以提高正面方向上的光利用效率。通過包含微透鏡20a的配置，由于透鏡的曲率，從發(fā)光層傾斜地發(fā)射的光束21的在出射界面(透鏡20a和外面之間的邊界)上的入射角度變得更接近垂直。因此，在界面處全反射的光的量減少，以允許更多量的發(fā)射光被提取到顯示裝置的外面。特別地，光提取效率也被提高。下面，描述根據(jù)本實(shí)施例的顯示裝置中的有機(jī)發(fā)光器件的光學(xué)干涉條件。一般地， 構(gòu)成每個(gè)有機(jī)發(fā)光器件的層中的每一個(gè)的厚度為約幾十nm。通過將每一層的厚度(d)乘以相應(yīng)的層的折射率(η) (η和d的積)獲得的光學(xué)距離對應(yīng)于大約可見光的波長(λ = 350nm或更長且780nm或更短)的分?jǐn)?shù)。因此，在有機(jī)發(fā)光器件的內(nèi)部，以顯著的方式出現(xiàn)可見光的多重反射和干涉。因此，通過干涉效果增強(qiáng)的波長λ (由于光學(xué)干涉導(dǎo)致的增強(qiáng)波長λ)被定義為由下式(1)表達(dá)。特別地，增強(qiáng)波長λ由發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)和光學(xué)干涉的階次Hl1限定，所述發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)諸如發(fā)光位置和第一電極之間的光學(xué)距離L1和當(dāng)通過第一電極反射光時(shí)出現(xiàn)的相位偏移Φι。由于光學(xué)干涉導(dǎo)致的增強(qiáng)波長λ是從有機(jī)發(fā)光器件提取的光的譜的最大峰值波長。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包含有機(jī)發(fā)光器件，所述有機(jī)發(fā)光器件包含第一電極、發(fā)光層和第二電極，所述多個(gè)像素包含光學(xué)單元，所述光學(xué)單元用于允許從有機(jī)發(fā)光器件發(fā)射的光的一部分在改變其出射方向的同時(shí)出射到外面，其中，在所述多個(gè)像素中，有機(jī)發(fā)光器件的發(fā)光位置與第一電極之間的光學(xué)距離L1以及發(fā)光位置與第二電極之間的光學(xué)距離L2滿足下式! νλ+φν π=!;禾口L2 > 0，且2 νλ+φ2/2π<1,這里，λ是從有機(jī)發(fā)光器件發(fā)射的光的譜的最大峰值波長，φι是當(dāng)在發(fā)光位置處發(fā)射的光被第一電極反射時(shí)出現(xiàn)的相位偏移，并且Φ2是當(dāng)在發(fā)光位置處發(fā)射的光被第二電極反射時(shí)出現(xiàn)的相位偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求ι的顯示裝置，其中，光學(xué)單元提取以30度或更大的角度入射到光學(xué)單元的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示裝置，其中，光學(xué)單元包含具有聚光效果的透鏡。
全文摘要
本申請?zhí)峁┮环N顯示裝置，該顯示裝置具有高的發(fā)光效率和良好的顯示性能。該顯示裝置包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包含有機(jī)發(fā)光器件，所述有機(jī)發(fā)光器件包含第一電極(11)、發(fā)光層(14、15、16)和第二電極(18)，所述多個(gè)像素包含用于允許從發(fā)光層(14、15、16)發(fā)射的光的一部分在改變其出射方向的同時(shí)出射到外面的光學(xué)單元(20a)，其中，在包含光學(xué)單元(20a)的多個(gè)像素中，發(fā)光層(14、15、16)與第一電極(11)之間的光學(xué)距離或發(fā)光層(14、15、16)與第二電極(18)之間的光學(xué)距離被設(shè)為預(yù)定值。
文檔編號H01L27/32GK102479799SQ20111039053
公開日2012年5月30日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者長谷川利則 申請人:佳能株式會社