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TWI478219B - 有機電致發光顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

有機電致發光顯示裝置及其製造方法 Download PDF

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TWI478219B
TWI478219B TW100139349A TW100139349A TWI478219B TW I478219 B TWI478219 B TW I478219B TW 100139349 A TW100139349 A TW 100139349A TW 100139349 A TW100139349 A TW 100139349A TW I478219 B TWI478219 B TW I478219B
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Toshiki Matsumoto
Tadahiko Yoshinaga
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Sony Corp
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Description

有機電致發光顯示裝置及其製造方法
本發明關於一種有機EL(電致發光)顯示裝置及其製造方法，有機EL顯示裝置係以有機電致發光的原理為基礎而發光。
最近快速發展的資訊通信產業激起對下一代的高性能顯示裝置的需求。期望符合此需求的一項產品為一種自發性發光類型的有機EL元件，其具有寬視角、高對比及短回應時間。
有機EL元件具有發光層及由低分子量材料或聚合物材料(高分子材料)所製成的其他層。在大部分的例子中，已知前者展現比後者更高的發光效率和更長的壽命。
作為有機EL元件之構件的有機膜係藉由乾式法或濕式法而形成。可應用於低分子量材料的乾式法包括真空蒸氣沉積法或類似方法。可應用於聚合物材料的濕式法包括塗佈法，諸如旋轉塗佈、噴墨塗佈和噴嘴塗佈，及印刷，諸如快乾印刷和平版印刷。
真空蒸氣沉積法具有不需要溶解用於有機薄膜的材料於溶劑中之步驟及亦不需要在膜形成後移除溶劑之步驟的優點。不幸地，此優點被經由金屬罩圖案化所涉入的困難性及高的製造設備成本所抵消銷。此等困難性及高製造成本不利於大尺寸面板。換言之，真空蒸氣沉積法在施用於量產大型基板時出現困難。一種對付此問題的可行方式為可輕易地施用於製造大型顯示面板的塗佈方法。
以噴墨塗佈為代表的塗佈方法原意欲形成由電洞注入層、發光層及陰極電極彼此相互疊置而形成的層合結構。電洞注入層係從諸如聚-3,4-伸乙二氧基噻吩(PEDOT)及聚苯乙烯磺酸(PSS)之材料而形成。發光層係藉由塗佈能夠發各種顏色的光之材料形成。陰極電極係從鋁或類似物形成，且在其下方插入鹼金屬。此最初的層合結構之後藉由插入由聚合物材料所製成之額外的層(稱為中間層)而予以改進。一般用途的中間層意欲排除PEDOT和PSS的不利因子及控制電洞注入。換言之，此經改進之層合結構係由陽極電極、電洞傳輸層、中間層、發光層、電子注入層及陰極電極所組成。前四層通常係藉由塗佈而形成，而後兩層係藉由蒸氣沉積而形成。
現存之上述層合結構具有從陰極電極直接經由電子注入層注入電子至發光層中所引起的問題。第一個問題係由於發光層與陰極電極之間的直接接觸而消光。為避免消光，有必要使發光層變厚，使得實際的發光位置與陰極電極相距一些距離。此導致驅動電壓的增加。第二個問題為對所有的顏色均缺乏均勻的發光效率和壽命(此損害裝置特有的性質)。此原因解釋於下。從陰極電極直接注入電子至發光層係受到電子注入層的控制，該電子注入層主要係由鹼金屬和鹼土金屬及其無機化合物中之任一者所製成，諸如LiF、MgF2 、NaF、MgAg、MgO、Li2 O3 、SrF2 、Ca、Ba、BaO及Cs。在產生三種顏色(紅色、綠色和藍色)的顯示器例子中，選擇前述材料中之一來形成所有三種顏色共用的層，因為難以形成個別不同顏色的電子注入層。不幸地，最優的材料係取決於施用之顏色而不同，而使得不可能以一種材料對所有三種顏色皆有最好的表現。
有機EL元件係經發展以應付此問題，如在日本專利特許公開案第2006-344869號(以下稱為專利文件1)中所揭示。該有機EL元件係由陰極電極、電子注入層、電子傳輸層及發光層所組成。電子傳輸層係藉由真空沉積而從能夠傳輸電子的材料形成。此有機EL元件的新形態係在電子傳輸層與陰極電極之間增加配置由上述材料中之一所製成的電子注入層。
然而，在專利文件1中所揭示之有機EL元件由於注入發光層的電子不足而有低發光效率和短壽命的缺點。
有鑑於前述而完成本發明。希望提供有機EL顯示裝置及其製造方法，有機EL顯示裝置展現改進的發光效率和延長的壽命，即使降低了其驅動電壓。
根據本發明具體例之有機EL顯示裝置係由以下構件(A)至(E)所組成。
(A)基板及形成於基板上的用於個別的有機EL元件之下電極。
(B)形成於下電極上的用於個別的有機EL元件之電洞注入/傳輸層，該等層能夠注入電洞或電洞傳輸。
(C)含有低分子量材料的有機發光層，其係形成於用於個別的有機EL元件之電洞注入/傳輸層上。
(D)形成於有機發光層的整個表面上之電子注入/傳輸層，該層能夠注入電子或傳輸電子。
(E)形成於電子注入/傳輸層上之上電極。
根據本發明具體例之有機EL顯示裝置係藉由包括以下(A)至(E)之方法而製造。
(A)在基板上形成用於個別的有機EL元件之下電極。
(B)藉由塗佈方法在用於個別的有機EL元件之下電極上形成電洞注入/傳輸層，該電洞注入/傳輸層能夠注入電洞或傳輸電洞。
(C)藉由塗佈方法在用於個別的有機EL元件之電洞注入/傳輸層上形成含有低分子量材料的有機發光層。
(D)藉由蒸氣沉積方法在有機發光層的整個表面上形成電子注入/傳輸層，該電子注入/傳輸層能夠注入電子或傳輸電子。
(E)在電子注入/傳輸層的整個表面上形成上電極。
由於低分子量材料併入用於個別顏色的有機發光層中，使根據本發明具體例之有機EL顯示裝置及其製造方法享有從上電極注入電子至有機發光層中之改進效率。
在根據本發明具體例之有機EL顯示裝置及其製造方法中，為了從上電極有效注入電子至有機發光層中的目的，將低分子量材料併入用於個別顏色的有機發光層中。結果是增加注入發光層中的電子量，其導致改進的發光效率和延長的壽命。
 較佳的具體例之詳細說明
以下為本發明具體例之詳細說明，其係參考所附圖形而提出。
1.　第一個具體例(涵蓋具有形成於用於個別顏色的發光層上之電子注入/傳輸層的有機EL顯示裝置)
2.　第二個具體例(涵蓋具有形成於用於個別顏色的發光層與電子注入/傳輸層之間的電洞阻擋層之有機EL顯示裝置)
(第一個具體例)
在圖1中所示者為根據本發明第一個具體例之有機EL顯示裝置1的結構。有機EL顯示裝置1係經設計用作為有機EL電視機。其係由基板11及形成於基板上之顯示區域110所組成。顯示區域110包括以矩陣圖案排列的紅色有機EL元件10R、綠色有機EL元件10G、和藍色有機EL元件10B。該等有機EL元件的詳細說明將於稍後提出。沿著顯示區域110的兩側為信號線驅動電路120及掃描線驅動電路130，二者當作為視訊顯示器的驅動器。
在顯示區域110中為像素驅動電路140，將該電路中之一顯示於圖2中。像素驅動電路140為形成於下電極14下方的層上之主動型驅動電路，其將稍後述及。像素驅動電路140中之每一者係由驅動電晶體Tr1、寫入電晶體Tr2、配置在該等電晶體Tr1與Tr2之間的電容器(儲存容量)Cs及配置在第一電源線(Vcc)與第二電源線(GND)之間且連續與驅動電晶體Tr1連接的紅色有機EL元件10R(或綠色有機EL元件10G或藍色有機EL元件10B)所組成。驅動電晶體Tr1及寫入電晶體Tr2為普通的薄膜電晶體(TFT)。該等電晶體可不受限制地以逆交錯型(底閘極型)或交錯型(頂閘極型)排列。
像素驅動電路140具有以行方向排列的信號線120A及以列方向排列的掃描線130A。信號線120A中之每一者及掃描線130A中之每一者係互相交叉，交叉點係對應於紅色有機EL元件10R、綠色有機EL元件10G或藍色有機EL元件10B中之一者，該交叉點用作為次像素。信號線120A中之每一者係與信號線驅動電路120連接，使得信號線驅動電路120係經由信號線120A供給影像信號至寫入電晶體Tr2的源極電極。同樣地，掃描線130A中之每一者係與掃描線驅動電路130連接，使得掃描線驅動電路130係經由掃描線130A供給掃描信號至寫入電晶體Tr2的閘極電極。
顯示區域110亦具有以矩陣圖案接序排列的發紅光之紅色有機EL元件10R、發綠光之綠色有機EL元件10G和發藍光之藍色有機EL元件10B。該等毗連三種元件的一種組合構成一個像素。
顯示區域110係經建構如圖3中所示，其為剖視圖。紅色有機EL元件10R、綠色有機EL元件10G和藍色有機EL元件10B中之每一者係由依序向上排列的基板11、像素驅動電路140的驅動電晶體Tr1(未顯示)、平面化絕緣膜(未顯示)、作為陽極的下電極14、分隔壁15、有機層16及作為陰極的上電極17所組成。有機層16包括發光層16C(紅色發光層16CR、綠色發光層16CG和藍色發光層16CB)，其將於稍後說明。
紅色有機EL元件10R、綠色有機EL元件10G和藍色有機EL元件10B係由保護層30覆蓋。保護層30整個以密封基板40覆蓋，以黏合層(未顯示)插入兩者之間。黏合層係由熱固性樹脂或UV(紫外線)可固化樹脂形成。整個組裝以此方式完全密封。
基板11為載體，紅色有機EL元件10R、綠色有機EL元件10G和藍色有機EL元件10B係排列且形成於該基板的一個表面上。其可為石英、玻璃、金屬箔或塑料所製成的膜或片形式之任何已知的基板。以石英或玻璃基板較佳。適合於塑料基板的材料包括甲基丙烯酸樹脂(諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、聚酯(諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、和聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN))、及聚碳酸酯樹脂。該等塑料需要表面塗佈或表面處理，以消除其透水性及透氣性。
下電極14係形成於用於紅色有機EL元件10R、綠色有機EL元件10G和藍色有機EL元件10B中之每一者的基板11上。另外，下電極14具有10奈米至1,000奈米厚度(在層排列方向上測量)。其係從諸如鉻(Cr)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鎢(W)及銀(Ag)之金屬(或其合金)中之任一者而形成。而且，下電極14可具有由金屬或合金膜及氧化銦-錫(ITO)、氧化銦-鋅(InZnO)或氧化鋅與鋁之合金的透明導電膜所組成的層合結構。附帶地，在其中下電極14被用作為陽極的例子中，其較佳地應從非常能夠注入電洞的材料而形成。然而，下電極亦可從具有表面氧化物膜或由於低功函數而有阻擋電洞注入之問題的任何材料而形成，諸如鋁合金，只要適當地提供電洞注入層16A。
分隔壁15確保下電極14與上電極17之間的絕緣，且其亦界定發光區域具有所欲形狀。另外，分隔壁15亦當作為在稍後述及之製造法中的噴墨塗佈或噴嘴塗佈時之個別層的隔離物。分隔壁15係由下分隔壁15A及上分隔壁15B所組成，前者係由無機絕緣材料所製成，諸如SiO2 ，及後者係由光敏樹脂所製成，諸如聚苯並噁唑或聚醯亞胺(二者皆為正光敏型)。分隔壁15具有對應於發光區的開口。附帶地，有機層16及上電極17不僅可形成於開口上，亦可形成為分隔壁15上；然而，只以分隔壁15的開口引起發光。
紅色有機EL元件10R的有機層16係由從下電極14起依序向上排列的電洞注入層16AR、電洞傳輸層16BR、紅色發光層16CR、電子傳輸層16D及電子注入層16E所組成。綠色有機EL元件10G的有機層16係由從下電極14起依序向上排列的電洞注入層16AG、電洞傳輸層16BG、綠色發光層16CG、電子傳輸層16D及電子注入層16E所組成。藍色有機EL元件10B的有機層16係由從下電極14起依序向上排列的電洞注入層16AB、電洞傳輸層16BB、藍色發光層16CB、電子傳輸層16D及電子注入層16E所組成。前述層之電子傳輸層16D及電子注入層16E係經形成為紅色有機EL元件10R、綠色有機EL元件10G和藍色有機EL元件10B的共用層。
電洞注入層16AR、16AG和16AB意欲改進電洞注入發光層16CR、16CG和16CB中之效率。該等層亦當作為防止洩漏的緩衝層。該等層係個別提供在用於紅色有機EL元件10R、綠色有機EL元件10G和藍色有機EL元件10B的下電極14上。
電洞注入層16AR、16AG和16AB較佳地應具有5奈米至10奈米厚度，更佳為8奈米至50奈米。該等層可從與其毗連之電極及層可相容的任何材料而形成。此等材料的典型實例包括聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚伸苯基伸乙烯(polyphenylenevinylene)、聚伸噻吩基伸乙烯(polythienylenevinylene)、聚喹啉及聚喹噁啉和其衍生物；導電性聚合物，諸如在主鏈或側鏈上具有芳香族胺結構者；及金屬酞花青(諸如銅酞花青)和碳。
用於電洞注入層16AR、16AG和16AB的聚合物材料應具有10,000至300,000之重量平均分子量(Mw)，較佳為50,000至200,000。聚合物材料可以具有2,000至10,000之分子量的寡聚物代替。若電洞注入層係從具有分子量少於50,000之聚合物材料形成時，則該材料會在形成電洞傳輸層及其後續的層時溶解。另一方面，任何具有分子量大於300,000之聚合物材料將經歷膠凝化，其在形成膜時出現困難。
用於電洞注入層16AR、16AG和16AB的導電性聚合物材料通常包括聚苯胺、寡聚苯胺及聚二氧基噻吩，諸如聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)(PEDOT)。其他的實例包括來自H. C. Starck Inc.的Nafion(商標)及Liquion(商標)(溶液形式)；來自Nissan Chemical Industries,Ltd.,的EL-Source(商標)；及來自Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.的Berazol(商標)，其為導電性聚合物。
紅色有機EL元件10R、綠色有機EL元件10G和藍色有機EL元件10B各自與電洞傳輸層16BR、16BG和16BB毗連，其改進電洞傳輸至紅色發光層16CR、綠色發光層16CG和藍色發光層16CB之效率。電洞傳輸層16BR、16BG和16BB係各自形成於用於紅色有機EL元件10R、綠色有機EL元件10G和藍色有機EL元件10B之電洞注入層16AR、16AG和16AB上。
電洞傳輸層16BR、16BG和16BB取決於整個元件結構而應具有從10奈米至200奈米為範圍之厚度，較佳為從15奈米至150奈米。該等層可從各種可溶於溶劑的發光聚合物材料形成，諸如聚乙烯基咔唑、聚茀、聚苯胺及聚矽烷和其衍生物；在主鏈或側鏈上具有芳香族胺的聚矽氧烷衍生物；聚噻吩和其衍生物；及聚吡咯。
其他較佳的聚合物材料為以下式(1)代表且可溶於有機溶劑中的材料。該等材料提供電洞傳輸層16BR、16BG和16BB各自與分別配置在其下的電洞注入層16AR、16AG和16AB及在其上的發光層16CR、16CG和16CB之間有好的黏著性。
(其中A13至A16各代表具有1至10個芳香族烴基之基團或其衍生物，或具有1至15個雜環基之基團或其衍生物；n和m各自代表0至10,000之整數，以n+m為10至20,000之整數。)
聚合物材料可為以n和m代表的部分以任何次序排列的隨機聚合物、交替共聚物、週期性共聚物或嵌段共聚物中之任一者。另外，n和m之值較佳應為5至5,000之整數，更佳為10至3,000，其總和(n+m)為10至10,000之整數，更佳為20至6,000。
在以上式(1)代表的化合物中，以A13至A16代表的芳香族烴基的範例為苯、茀、萘及蒽和其衍生物；伸苯基伸乙烯衍生物；及苯乙烯基衍生物。雜環基的範例為噻吩、吡啶、吡咯及咔唑和其衍生物。
在以上式(1)代表的化合物中，基團A13至A16可具有取代基。在此例子中，此等取代基應為C1-12 直鏈或支鏈烷基或烯基，其典型的實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、乙烯基及烯丙基。
以上式(1)代表的化合物之典型但非限制的實例包括那些以下式(1-1)至(1-3)代表的化合物。其化學名稱列示於下。
式(1-1)：聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共-(4,4’-(N-(4-第二丁基苯基))二苯胺)](TFB)
式(1-2)：聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-交替-共-(N,N’-雙{4-丁基苯基}-聯苯胺-N,N’-{1,4-二伸苯基})]
式(1-3)：聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)](PFO)
紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB為電子及電洞在電場的存在下進行再組合的位置，從而發光。該等層中之每一者取決於整個元件結構而具有從10奈米至200奈米為範圍之厚度，較佳為15奈米至150奈米。該等層係從以低分子量材料併入的發光聚合物材料而形成，該低分子量材料較佳應為單體或由2至10種單體所組成的寡聚物且具有不超過10,000之重量平均分子量。(此分子量不是辨別材料的指標。)
紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB可藉由塗佈方法而形成，諸如稍後詳述之噴墨技術。此塗佈係藉由使用溶解在至少一種有機溶劑(例如甲苯、二甲苯、茴香醚、環己酮、mesitylene(1,3,5-三甲苯)、pseudocumene(1,2,4-三甲苯)、二氫苯並呋喃、1,2,3,4-四甲苯、四氫萘、環己苯、1-甲萘、對-茴香醇、二甲萘、3-甲基聯苯、4-甲基聯苯、3-異丙基聯苯及單異丙萘)中的聚合物材料與低分子量材料之溶液而完成。
構成紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB的聚合物材料(用於發光)包括例如能夠發光的聚茀衍生物、聚伸苯基伸乙烯衍生物、聚伸苯基衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物及聚噻吩衍生物。根據此具體例，紅色發光層16CR係從以下式(2-1)代表的ADS111RE(商標)而形成，綠色發光層16CG係從以下式(2-2)代表的ADS109GE(商標)而形成，及藍色發光層16CB係從以下式(2-3)代表的ADS136BE(商標)而形成，所有該等產物皆取自American Dye Source Inc.。該等發光層依賴用於發光的單重態激子。在此具體例中所使用的聚合物材料不僅包括共軛聚合物，並亦包括側基類型的非共軛聚合物、或與染料混合的非共軛聚合物。該材料亦包括最新發展之樹枝狀聚合物類型的發光材料，其係由核心分子及被稱為樹突的側鏈所組成。前述聚合物材料可具有任何不受限制的取代基，在必要時，其傳輸電子及/或電洞至下式(2-1)、(2-2)和(2-3)中所示之主骨架。根據此具體例之紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB可從單重態激子或三重態激子或二者發光。
除了那些上述者以外的其他發光材料包括以下例示之芳香族烴化合物及雜環化合物：蒽、萘、菲、芘、稠四苯、蔻、、螢光素、苝、酞苝(phthaloperylene)、萘苝(naphthaloperylene)、紫環酮(perinone)、酞紫環酮(phthaloperinone)、萘紫環酮(naphthaloperinone)、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、香豆素噁二唑(cumarin diazole)、醛連氮(aldazine)、雙苯並噁唑啉、雙苯乙烯(bis styryl)、吡、環戊二烯、喹啉金屬錯合物、胺基喹啉金屬錯合物、苯並喹啉金屬錯合物、亞胺、二苯基乙烯、乙烯蒽、二胺基咔唑、吡喃、硫代吡喃、聚次甲基(polymethine)、部花青素、以咪唑螯合之類8-羥基喹啉(oxinoid)化合物、喹吖啶酮(quiacridone)、及紅螢烯(rubrene)。其他的實例包括含有銥金屬錯合物或類似物之呈三重激發態的化合物。前述實例不是限制實例。能夠以三重激發態發光的發光聚合物材料包括例如各自以下式(3-1)、(3-2)和(3-3)代表的RPP、GPP和BPP。該等化合物各自發射紅磷光、綠磷光和藍磷光。
構成紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB的聚合物材料較佳地應併入低分子量材料，其改進從電子傳輸層16D注入電洞及電子至紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中之效率。此係根據下文解釋的原理。
若紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB只從適合於該等層的聚合物材料形成且將該等層以從低分子量材料所形成之電子傳輸層16D塗佈，則在紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB與電子傳輸層16D之間有大的能階差異。此導致從電子傳輸層160注入電洞或電子至紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中之效率極低，結果從聚合物材料所形成之發光層不展現該等本身特有的性質。希望藉由以低分子量材料(單體或寡聚物)併入紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中來改進電洞或電子注入效率，該低分子量材料減低在紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB與電子傳輸層16D之間的能階差異。在此注意到在(A)紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB之最高佔據分子軌道(HOMO)能階和最低未佔據分子軌道(LUMO)能階與電子傳輸層16D之HOMO能階和LUMO能階與(B)欲併入紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中的低分子量材料之HOMO能階和LUMO能階之間的關係。為了更明確，低分子量材料係選自具有比紅色發光層16CR或綠色發光層16CG之LUMO更深的值及亦具有比電子傳輸層16D之LUMO更淺的值且進一步具有比紅色發光層16CR、綠色發光層16CG和藍色發光層16CB之HOMO更深的值及亦具有比電子傳輸層16D之HOMO更淺的值之化合物。
然而，欲用於紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB的材料不必然受限於上述之HOMO和LUMO值。這適用於其中將電洞阻擋層26F(稍後述及)配置在紅色、綠色和藍色發光層26CR、26CG和26CB與電子傳輸層26D之間的例子中。為了更明確，能夠傳輸電子的電洞阻擋層26F可具有比用於紅色、綠色和藍色發光層26CR、26CG和26CB的低分子量材料更淺的LUMO。欲併入發光層26C中的低分子量材料亦不受限於一種物質；可使用不同能階之材料的組合，以確保平穩的電洞或電子傳輸。
欲併入紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中的低分子量材料代表實質上具有單一分子量數值的任何化合物，但排除藉由連續重複的相同或類似反應而從低分子量化合物得到的任何具有高分子量之化合物及縮合物。另外，此等低分子量材料即使在加熱材料時仍維持實質上離散的分子形式(沒有分子間鍵結)。此等低分子量材料較佳地應具有不超過10,000之重量平均分子量(Mw)，使得聚合物材料與低分子量材料之間的分子量比值不低於10。具有分子量低於10,000之材料比具有較高的分子量(例如，50,000)之材料更合意，因為前者具有多樣的特有性質且可輕易就電洞或電子遷移率、能隙及在溶劑中的溶解度而調整。低分子量材料的添加量應使得用於紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB的聚合物材料與低分子量材料之重量混合比為20：1至1：1。低於20：1之重量混合比使低分子量材料完全引不出其效應。超過1：1之重量混合比使聚合物材料引不出其作發光材料的效應。
如上所述，以低分子量材料併入紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中容許輕易地調整電洞及電子的載子平衡。沒有此效應使得電子注入(至紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中)及電洞傳輸由於電子傳輸層16D的形成而劣化，其將稍後述及。前述促成高發光效率和延長的壽命且降低紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B的驅動電壓。
低分子量化合物包括例如聯苯胺、苯乙烯胺、三苯胺、卟啉(porphrin)、聯伸三苯、氮雜聯伸三苯、四氰基醌二甲烷、三唑、咪唑、噁二唑、聚芳烷、苯二胺、芳胺、噁唑、蒽、茀酮、腙及二苯乙烯和其衍生物。其他的實例包括雜環共軛單體或寡聚物，諸如聚矽烷化合物、乙烯基咔唑化合物、噻吩化合物及苯胺化合物。
該等化合物特別但不限於以α-萘基苯基苯二胺、金屬四苯基卟啉、金屬萘花青(naphthalocyanine)、六氰基氮雜聯伸三苯、7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(TCNQ)、7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(F4-TCNQ)、四氰基-4,4,4-三(3-甲苯基苯胺基)三苯胺、N,N,N’,N’-肆(對-甲苯基)對-苯二胺、N,N,N’,N’-四苯基-4,4’-二胺基聯苯、N-苯基咔唑、4-二-對-甲苯基胺基二苯乙烯、聚(對伸苯基伸乙烯)、聚(噻吩伸乙烯基)及聚(2,2’-噻吩基吡咯)為例。
低分子量材料的更佳實例為以下式(4)至(6)代表的材料。
(其中A1至A3代表芳香族烴基、雜環基或其衍生物。)
(其中Z代表含氮之烴基或其衍生物；L1代表從1至4個芳香族環接合在一起所形成之二價基團或其衍生物；及A4和A5各代表芳香族烴基或芳香族雜環基或其衍生物，其先決條件係當A4與A5接合在一起時可形成環結構。)
(其中L2代表從2至6個芳香族環接合在一起所形成之二價基團或其衍生物；及A6至A9各代表芳香族烴基或雜環基或從1至10個接合在一起的其衍生物所形成之基團。)
以式(4)代表的化合物係以由下式(4-1)至(4-48)代表的化合物為例。
以式(5)代表的化合物係以由下式(5-1)至(5-166)代表的化合物為例。附帶地，與L1鍵結的含氮之烴基可為咔唑基團、吲哚基團或咪唑基團。
以式(6)代表的化合物係以由下式(6-1)至(6-45)代表的化合物為例。
欲併入紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中的低分子量化合物包括(但非限於以式(7)代表的化合物。
(其中R24至R29各代表氫原子、鹵素原子、羥基、具有20個或更少的碳原子數之烷基、烯基、具有羰基之基團、具有羰酯基之基團、具有烷氧基之基團、具有氰基之基團、具有硝基之基團、其衍生物、具有30個或更少的碳原子數的矽烷基之基團、具有芳基之基團、具有雜環基之基團、或具有胺基之基團或其衍生物。)
以式(7)代表的化合物具有基團R24至R29，且其各具有如上述之芳基。該等基團係以苯基、1-萘基、2- 萘基、茀基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-稠四苯基、2-稠四苯基、9-稠四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、1-基、6-基、2-丙二烯合茀基、3-丙二烯合茀基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、鄰-甲苯基、間-甲苯基、對-甲苯基及對-第三丁基苯基為例。
以式(7)代表的化合物具有基團R24至R29，而其各具有如上述之雜環基。雜環基為包括氧(O)、氮(N)及硫(S)作為雜原子的5-或6-員芳香族環。其為如下例示之C2-20 縮合多環芳香族基團：噻吩基、呋喃基、吡咯基、吡啶基、喹啉基、喹噁啉基、咪唑並吡啶基及苯並噻唑基。該等基團的典型實例包括1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡啶基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-異吲哚基、2-異吲哚基、3-異吲哚基、4-異吲哚基、5-異吲哚基、6-異吲哚基、7-異吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯並呋喃基、3-苯並呋喃基、4-苯並呋喃基、5-苯並呋喃基、6-苯並呋喃基、7-苯並呋喃基、1-異苯並呋喃基、3-異苯並呋喃基、4-異苯並呋喃基、5-異苯並呋喃基、6-異苯並呋喃基、7-異苯並呋喃基、喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-異喹啉基、3-異喹啉基、4-異喹啉基、5-異喹啉基、6-異喹啉基、7-異喹啉基、8-異喹啉基、2-喹噁啉基、5-喹噁啉基、6-喹噁啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、1-啡啶基、2-啡啶基、3-啡啶基、4-啡啶基、6-啡啶基、7-啡啶基、8-啡啶基、9-啡啶基、10-啡啶基、1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基及9-吖啶基。
在式(7)中，各具有胺基的基團R24至R29包括烷胺基、芳胺基及芳烷胺基。該等基團較佳地應具有C1-6 脂族烴基及/或具有C1-4 芳香族環基團，諸如二甲胺基、二乙胺基、二丁胺基、二苯胺基、二甲苯胺基、雙聯苯胺基及二萘胺基。上述取代基可形成由二或多種取代基所組成的縮合環，或可包括其衍生物。
以式(7)代表的化合物通常以由式(7-1)至(7-51)代表的化合物為例。
另外，欲併入紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB的低分子量化合物包括能夠傳輸電子的化合物。該等化合物的典型但非限制的實例為分別以下式(8)、(9)及(10)代表的苯並咪唑衍生物、吡啶基苯基衍生物及聯吡啶衍生物。
(其中A10代表氫原子、鹵素原子、C1-20 烷基、藉由縮合從3至40個芳香族環所形成之具有多環芳香族烴基的C6-60 烴基、或含氮之雜環基、或其衍生物；B代表單鍵、或二價芳香族環基團、或其衍生物；及R7和R8各自獨立代表氫原子、鹵素原子、C1-20 烷基、C6-60 芳香族烴基、含氮之雜環基、或C1-20 烷氧基、或其衍生物。)
(其中A11代表藉由縮合從2至5個芳香族環所形成之n-價基團(通常為藉由縮合3個芳香族環所形成之n-價稠苯(acene)芳香族環)或其衍生物；R9至R14各自獨立代表氫原子、鹵素原子、或與A11或R15至R19中之任一者鍵結之自由價；R15至R19各自獨立代表氫原子、鹵素原子、或與R9至R14中之任一者鍵結之自由價；及n為2或更大的整數。以多達n個存在的吡啶基苯基可相同或不同。)
(其中A12代表藉由縮合從2至5個芳香族環所形成之m-價基團(通常為藉由縮合3個芳香族環所形成之m-價稠苯芳香族環)或其衍生物；R20至R24各自獨立代表氫原子、鹵素原子或與A12或R25至R29中之任一者鍵結之自由價；R25至R29各自獨立代表氫原子、鹵素原子或與R20至R24中之任一者鍵結之自由價；及m為2或更大的整數。以多達m個存在的聯吡啶基可相同或不同。)
以式(8)代表的化合物通常以由下式(8-1)至(8-49)代表的化合物為例。在式(8-1)至(8-43)中，Ar(α)係對應於式(8)中所示之含有R7和R8的苯並咪唑骨架，且B係對應於式(8)中所示之B。Ar(1)和Ar(2)亦對應於式(8)中所示之A10，且該等係以Ar(1)及Ar(2)的順序依序與B結合。
以式(9)代表的化合物通常以由下式(9-1)至(9-81)代表的化合物為例。
以式(10)代表的化合物通常以由下式(10-1)至(10-17)代表的化合物為例。
除了以上式(8)至(10)代表的化合物以外，欲併入紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中的低分子量化合物亦包括以下式(11)代表的吡唑衍生物。
(其中R30至R32各代表氫原子、藉由縮合從1至3個芳香族環所形成之芳香族烴基或其衍生物、藉由縮合從1至3個各具有C1-6 烴基之芳香族環所形成之芳香族烴基或其衍生物、或藉由縮合從1至3個各具有C6-12 芳香族烴基之芳香族環所形成之芳香族烴基或其衍生物。)
在以式(11)代表的化合物中，以R30至R32代表的芳香族烴基包括(非限制)苯基、2-甲苯基、3-甲苯基、4-甲苯基、2,4-二甲苯基、3,4-二甲苯基、2,4,5-三甲苯基、4-乙苯基、4-第三丁苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及9-菲基。附帶地，R30至R32可相同或不同。
以式(11)代表的化合物通常以由下式(11-1)至(11-5)代表的化合物為例，其具有2或3個吡唑結構在相同的分子中。
低分子量化合物可以任何磷光材料代替，諸如含有至少一種選自鈹(Be)、硼(B)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、鎂(Mg)、金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鋁(Al)、釓(Ga)、釔(Y)、鈧(Sc)、釕(Ru)、銠(Rh)、鋨(Os)及銥(Ir)之金屬元素的金屬錯合物。此等金屬錯合物的典型但非限制性實例係以下式(12-1)至(12-29)代表。
欲併入紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中的低分子量材料不限於一種物質。可使用一種以上之物質的組合。
電子傳輸層16D意欲改進傳輸電子至紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB中之效率，且在該等層的整個表面上形成為共用層。電子傳輸層16D的厚度係取決於整個元件結構而以從5奈米至300奈米為範圍，較佳為從10奈米至170奈米。
電子傳輸層16D較佳地應從非常能夠傳輸電子的有機材料形成。電子傳輸至發光層16C之改進效率防止由於電場強度而使紅色、綠色和藍色有機EL發光元件10R、10G和10B的發光色產生波動，其將稍後述及。有機材料的實例為具有電子遷移率不低於10-6 cm2 /Vs及不超過1.0x10-1 cm2 /Vs的含氮之雜環衍生物。
用於電子傳輸層16D的有機材料不限於一種物質。可使用一種以上之材料的組合或單獨以層合形式使用。另外，其亦可併入稍後述及之電子注入層16E中。
電子注入層16E意欲改進電子注入效率，且在電子傳輸層16D的整個表面上形成為共用層。電子注入層16E可從氧化鋰(LiO2 )或碳酸銫(Cs2 CO3 )或其混合物形成。其他的實例包括具有低功函數的鹼土金屬，諸如鈣(Ca)和鋇(Ba)，及鹼金屬，諸如鋰(Li)和銫(Ce)，及諸如銦(In)和鎂(Mg)之金屬。該等金屬可單獨使用或為了更好的穩定性而使用以合金、氧化物、錯合氧化物或氟化物形式之組合。亦有可能使用以式(8-1)至(11-5)代表的上述有機化合物作為電子傳輸層16D之材料。
上電極17為具有2奈米至15奈米厚度的導電性金屬膜。導電性金屬為合金形式的Al、Mg、Ca或Na。鎂與銀合金(Mg-Ag合金)由於其好的導電性及其薄膜形式的吸光性低而合意。未特別限制Mg-Ag合金的鎂對銀之比。合意的Mg/Ag之比係就膜厚度而論從20/1至1/1。另外，上電極17亦可從Al與Li合金(Al-Li合金)形成。
而且，上電極17可為從含有諸如鋁-喹啉錯合物、苯乙烯胺衍生物及酞花青衍生物之有機發光材料的混合物所形成之層。在此例子中，上電極17可具有能夠透射光之額外的MgAg層。附帶地，在主動矩陣驅動類型之有機EL顯示裝置的例子中，上電極17係(以膜形式)形成於基板11的整個表面上，此一方式使其以有機層16及分隔壁15與下電極14絕緣，且其當作為紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B之共用電極。
具有例如2至3微米厚度的保護膜30可從絕緣材料或導電材料形成。絕緣材料可為非晶形式的無機材料，諸如非晶形矽(a-Si)、非晶形碳化矽(a-SiC)、非晶形氮化矽(a-Si1-x Nx )及非晶形碳(a-C)。此等非晶形無機絕緣材料形成具有低透水性之好的保護膜，因為該等材料不形成晶粒。
密封基板40係配置在用於紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B之上電極17上。與黏著層(未顯示)連接的該密封基板密封紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B。在經由密封基板向上發光的頂端發光類型之有機EL顯示裝置的例子中，密封基板40係從對由紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B所產生之光透明的材料(諸如玻璃)而形成。密封基板40具備有彩色濾光片及作為黑基質之遮光膜(二者皆未顯示)，其容許由紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B所產生之光穿出且亦吸收由紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B所反射之外來光且佈線於其下，從而改進對比。在經由下電極向下發光的底部發光類型之有機EL顯示裝置的例子中，密封基板40與可見光的透光度無關。
彩色濾光片係由紅色、綠色和藍色濾光片所組成(全部皆未顯示)，其各自排列在紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B上。紅色、綠色和藍色濾光片係以長方形的形式緊密地接序排列。該等濾光片係由併入顏料的塑膠樹脂形成。選擇適當的顏料有可能增加或降低具有波長在或不在紅色、綠色和藍色範圍內的所欲光之透光度。
彩色濾光片對具有特定波長之光具有高透光度，該波長係與從共振結構發出之光的光譜之尖峰波長λ一致。結果使彩色濾光片只使入射至密封基板40之外來光具有與所欲之光的光譜之尖峰波長λ相同的波長的一部分透射，但是防止其餘的外來光進入有機EL元件10R、10G和10B中。
遮光膜為併入黑著色劑之具有光學密度不低於1的黑色樹脂膜，或產生薄膜干擾的薄膜濾光片。黑色樹脂膜為商業上合意的遮光膜。薄膜濾光片為由金屬、金屬氮化物或金屬氧化物薄膜所組成的層合膜。意欲利用由薄膜所產生的干擾來衰減光。典型的實例為由一個配置於另一個之上的鉻(Cr)及氧化鉻(iii)(Cr2 O3 )薄膜所組成的層合膜。
上述有機EL顯示裝置1可由以下方式製造。
有機EL顯示裝置係根據圖1中所示之流程圖製造。製造法的個別步驟係依序顯示於圖5A至5G中。第一步驟係以從上述材料製備基板11開始，在基板上形成包括驅動電晶體Tr1之像素驅動電路140，及形成光敏性樹脂之平面化絕緣膜(未顯示)。
(形成下電極14的步驟)
在步驟S101中，將基板11整個以ITO的透明導電膜塗佈，接著將導電膜圖案化而個別形成用於紅色、綠色和藍色EL元件10R、10G和10B之下電極，如圖5A中所示。在此步驟中，使下電極14中之每一者亦經由在平面化絕緣膜(未顯示)中所形成之接觸電洞(未顯示)與驅動電晶體Tr1的汲極電極連通。
(形成分隔壁15的步驟)
在步驟S102中，平面化絕緣膜(未顯示)及下電極14係藉由CVD(化學蒸氣沉積法)而以無機絕緣材料(諸如SiO2 )塗佈，且所得膜係藉由光微影術及蝕刻而圖案化，使得形成下分隔壁15A，如圖5A中所示5A。
接著將下分隔壁15A以上述光敏性材料所製成之上分隔壁15B被覆，如圖5A中所示。上分隔壁15B係以圍繞像素的發光區域之方式形成。以此方式在步驟S102中獲得各由上分隔壁15B及下分隔壁15A所組成的分隔壁15。
在形成分隔壁15之後，在基板11之形成有下電極14及分隔壁15的基板面進行氧電漿處理，使得基板表面去除污染物(有機物質)，以改進可濕性。特別將基板11在約70至80℃下加熱且使氧電漿處理在大氣壓力下進行。
(進行防水處理的步驟)
在步驟S103中，在電漿處理之後以防水處理，使得上分隔壁15B之頂端及側面的可濕性降低。詳言之，四氟甲烷(CF4 )的電漿處理係在大氣壓力下進行，接著冷卻至室溫。以此方式使得上分隔壁15B之頂端及側面有較低的可濕性。
附帶地，雖然下電極14及下分隔壁15A的暴露部分略微受到CF4 電漿處理的影響，但是仍保留以氧電漿處理所達成的改進之可濕性，因為該等的構成材料(ITO及SiO2 )與氟不相容。
(形成電洞注入層16AR、16AG和16AB的步驟)
在防水處理之後的步驟104中，電洞注入層16AR、16AG和16AB係藉由旋轉塗佈法、液滴排放塗佈法或類似方法而從上述材料各自形成於下分隔壁15B所圍繞的區域中，如圖5B中所示。為了精確的材料分配，特別希望以噴墨塗佈法或噴嘴塗佈法作為液滴排放塗佈法。
為了形成電洞注入層16AR、16AG和16AB，將聚苯胺、聚噻吩或類似物之溶液或分散液以噴墨塗佈法施用於下電極14的暴露部分，接著加熱乾燥。
在乾燥步驟之後進一步在氧氣或空氣中以較高的溫度加熱，使得導電性聚合物材料(諸如聚苯胺及聚噻吩)由於氧化反應而變得更導電。
在此步驟中的加熱應在150至300℃，較佳為180至250℃下取決於加熱溫度及氛圍而進行5至300分鐘，較佳為10至240分鐘，使得經乾燥之膜具有5奈米至100奈米厚度，較佳為8奈米至50奈米。
(形成電洞傳輸層16BR、16BG和16BB的步驟)
在圖5C中所示之步驟S105中，各含有上述聚合物材料的電洞傳輸層16BR、16BG和16BB係藉由旋轉塗佈法及液滴排放塗佈法而各自形成於已於步驟S104中所形成之電洞注入層16AR、16AG和16AB上。為了使材料精確分配至上分隔壁15B所圍繞的區域中，希望以噴墨塗佈法或噴嘴塗佈法作為排放塗佈法。
為了形成電洞傳輸層16BR、16BG和16BB，將聚合物材料與低分子量材料的混合溶液或分散液以例如噴墨塗佈法各自施用於電洞注入層16AR、16AG和16AB的經暴露之表面，接著加熱乾燥。以此方式形成用於紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B的電洞傳輸層16BR、16BG和16BB。
在乾燥步驟之後進一步以較高的溫度加熱。乾燥及後續的加熱較佳地應在主要由氮氣(Nz )所組成的氛圍中進行，該氛圍實質上沒有不利於所得有機EL顯示裝置的發光效率和壽命之氧氣和水蒸氣。氧氣和水蒸氣在加熱步驟中的影響很大。氧氣濃度應為0.1至100 ppm，較佳為不超過50ppm。超過100 ppm之氧氣濃度使所得有機EL顯示裝置由於在所形成之薄膜之間的界面污染而具有差的發光效率和壽命。然而，從設備成本的觀點而言，低於0.1 ppm之氧氣濃度的製程不切實際。
以露點表示的水蒸氣濃度應為-80℃至-40℃，較佳為不超過-50℃，更佳為不超過-60℃。具有高於-40℃之露點的水蒸氣造成所形成之薄膜之間的界面污染，從而劣化所得有機EL顯示裝置的發光效率和壽命。從設備成本的觀點而言，維持低於-80℃之露點的水蒸氣濃度目前在大量製造時不切實際。
在此步驟中的加熱溫度應為100至230℃，較佳為100至200℃。其應比形成電洞注入層16AR、16AG和16AB之步驟中的溫度低。加熱期間取決於加熱溫度及氛圍而應為5至300分鐘，較佳為10至240分鐘。乾燥之膜取決於整個元件結構而應具有10奈米至200奈米厚度，較佳為15奈米至150奈米。
(形成紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB的步驟)
在圖5D中所示之步驟S106中，紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB係從上述聚合物材料與低分子量材料的混合物各自形成於用於紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B的電洞傳輸層16BR、16BG和16BB上。此步驟係以旋轉塗佈法或液滴排放塗佈法來進行。為了使材料精確分配至上分隔壁15B所圍繞的區域中，尤其希望進行噴墨塗佈法或噴嘴塗佈法作為液滴排放塗佈法。
為了形成紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB，將聚合物材料與低分子量材料的混合溶液或分散液以例如噴墨塗佈法各自施用於電洞傳輸層16BR、16BG和16BB的經暴露之表面。溶液或分散液含有1重量%之溶質於二甲苯與環己苯的2：8之混合物中。在此塗佈步驟之後為加熱處理(用於乾燥)，其係與形成用於紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B的電洞傳輸層16BR、16BG和16BB之步驟中的方式相同。
附帶地，在前述步驟中之每一者中，乾燥及加熱應單獨進行，因為在塗佈之後立即形成的膜仍高度流動且在乾燥期間難以預防厚度的變化。希望在沒有空氣流的正常壓力下均勻乾燥。在乾燥步驟之後的加熱步驟應以緩慢施加熱的方式來進行，使得微少的殘餘溶劑從變得較不流動且硬化至某種程度的膜完全蒸發。以此方式加熱容許發光材料及電洞傳輸材料的分子重排。
(形成電子傳輸層16D、電子注入層16E及上電極17的步驟)
在圖5E、5F和5G中所示之步驟S107、S108和S109中，電子傳輸層16D、電子注入層16和上電極17係藉由蒸發沉積而從上述材料各自依序形成於事先已形成的紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB的整個表面上。
上電極17係藉由蒸發沉積或CVD而以保護層30覆蓋，由於小的膜形成粒子能量而對下層的影響最少。例如，非晶形氮化矽的保護層30(2至3微米厚度)可藉由CVD而在正常溫度下形成，使得有機層16不降解至使亮度減低，以其他經適當調整的條件使膜上的應力減至最低及防止保護層30剝離。
電子傳輸層16D、電子注入層16E、上電極17及保護層30係形成於沒有配置任何光罩的整個表面上。而且，該等較佳地應在相同的膜形成裝置中連續形成，使得該等在製造期間不暴露於空氣中。因此，有機層16免遭受氛圍中的水蒸氣劣化。
在其中輔助電極(未顯示)係與下電極14同時形成的例子中，在形成上電極17之前，可將形成於輔助電極的整個表面上之有機層16以雷射研磨移除，使得上電極17與輔助電極直接連接而有更好的接觸。
在形成保護層30之後，將從上述材料所形成之密封基板40以從上述材料所形成之遮光膜覆蓋。接著紅色、綠色和藍色濾光片(全部皆未顯示)係藉由旋轉塗佈而以適當的材料依序形成於密封基板40上且以微影術圖案化，接著烘烤。
將保護層30以黏著層(未顯示)覆蓋且將密封基板40與保護層30以插入該等之間的黏著層黏結。因此完成如圖1至3中所示之有機EL顯示裝置1。
有機EL顯示裝置1係以各像素接收來自掃描線驅動電路130經過寫入電晶體Tr2之閘極電極的掃描信號且同時將來自信號線驅動電路120的影像信號經過電晶體Tr2保留在儲存電容器Cs中的方式作用。換言之，驅動電晶體Tr1係回應保留在儲存電容器Cs中的信號而開或關。結果是以驅動電流Id供應紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B，其造成電洞與電子再組合而發光。因此所產生的光分別從下電極14及基板11發出或是從上電極17、彩色濾光片(未顯示)及密封基板40發出，決定於有機EL顯示裝置為底部發光類型或頂端發光類型。
上述有機EL元件不同於現存的有機EL元件，現存的有機EL元件之電子傳輸層注入電子至個別發光層中的效率差，因為發光層係藉由塗佈而從聚合物材料形成及電子傳輸層係藉由真空沉積法而從低分子量材料形成。其原因在於如上述在聚合物材料與低分子量材料之間的能階差異及藉由塗佈所形成之發光層的界面受到污染，此污染會阻礙電子傳輸。因為該等缺點，使現存有機EL元件具有差的發光效率和短的壽命。差的發光效率和短的壽命為有機EL顯示裝置的致命傷。
根據此具體例之有機EL元件與現存的有機EL元件之差別在於在發光層16C中之每一者中併入低分子量材料。此結構導致在發光層16C與電子傳輸層16D之間較小的能階差異且亦導致改進了從上電極17注入電子至發光層16C中之效率。結果是在注入發光層16C中之每一者中的電洞與電子之間有最優的載子平衡及改進的發光效率和延長的壽命。
如上所述，在根據此具體例之有機EL顯示裝置1中，將用於不同顏色的發光層16C以低分子量材料併入，以改進從上電極17注入電子至發光層16C中之效率。結果是增加注入發光層16C中的電子量且在發光層16C與電子傳輸層16D之間的界面上沒有發生阻擋，此阻擋係因為由形成該等層之方法上的差別所造成的污染。亦即在此具體例中所使用的方法解決由印刷法所製造之現存有機EL元件中所涉及的問題，從而實現有效的電子注入、有效的發光及延長壽命。上述的具體例容許製造具有改進發光效率及延長壽命的有機EL顯示裝置。
(第二具體例)
第二具體例將說明於下。與第一個具體例相同的構件係以相同的參考編號提出且省略相同構件的解釋。未於下文提供任何圖形來例證根據本發明第二個具體例之有機EL顯示裝置的整個結構。如第一個具體例中，根據第二個具體例之有機EL顯示裝置具有由以矩陣圖案排列在基板11上的紅色、綠色和藍色EL元件20R、20G和20B所組成的顯示區域。在顯示區域中為像素驅動電路。
在顯示區域中的紅色、綠色和藍色EL元件20R、20G和20B構成矩陣圖案，使得三種毗連之不同元件的一種組合構成一個像素。
在顯示區域的周圍為用於視訊顯示器的信號線驅動電路及掃描線驅動電路，如第一個具體例中。
圖6為描述根據第二個具體例之有機EL顯示裝置2的結構區段之圖形。如第一個具體例中，紅色有機EL元件20R、綠色有機EL元件20G和藍色有機EL元件20B中之每一者係由依序向上排列的基板11、像素驅動電路的驅動電晶體Tr1、平面化絕緣膜(未顯示)、作為陽極的下電極14、分隔壁15、稍後述及之包括發光層26C之有機層26及作為陰極的上電極17所組成。第二具體例在基板11、下電極14、分隔壁15、上電極17、保護膜30及密封基板40的結構上與第一個具體例相同(除了有機層26以外)。
根據第二具體例之有機EL顯示裝置2與根據第一個具體例之該裝置的差別在於紅色、綠色和藍色發光層26CR、26CG和26CB與覆蓋於其整個表面的電子傳輸層26D之間所形成之電洞阻擋層26F。
更明確的說，與第一個具體例中的紅色有機EL元件10R相似的紅色有機EL元件20R具有有機層26，其係由從下電極14面起向上一個配置於另一個之上的電洞注入層26AR、電洞傳輸層26BR、紅色發光層26CR、電洞阻擋層26F、電子傳輸層26D及電子注入層26E所組成。綠色有機EL元件20G和藍色有機EL元件20G亦具有與上述相同的結構。亦即綠色和藍色有機EL元件20G和20B的有機層26係由從下電極14面起向上一個配置於另一個之上的電洞注入層26AG(26AB)、電洞傳輸層26BG(26BB)、綠色發光層26CG(藍色發光層26CB)、電洞阻擋層26F、電子傳輸層26D及電子注入層26E所組成。在該等層之中，電洞阻擋層26F、電子傳輸層26D及電子注入層26E係當作為紅色、綠色和藍色EL元件20R、20G和20B的共用層。
電洞阻擋層26F係經設計以防止電洞從發光層26C穿透至電子傳輸層26D中，從而增加電洞與電子在發光層26C中再組合的可能性。電洞阻擋層26F適用為紅色、綠色和藍色發光層26CR、26CG和26CB的共用層。電洞阻擋層26F取決於元件的整個結構而應具有1奈米至30奈米厚度，較佳為5奈米至10奈米。
電洞阻擋層26F係藉由蒸發沉積而從低分子量材料(諸如單體)形成。寡聚物及聚合物不合意，因為該等在蒸發沉積期間容易分解。可使用兩種以上之分子量不同的低分子量材料之組合。
欲用於電洞阻擋層26F的低分子量材料與第一個具體例中用於電子傳輸層16D之材料相似。該材料可為具有電子遷移率不低於10-6 cm2 /Vs且不超過1.0x10-1 cm2 /Vs的含氮之雜環衍生物。其典型的實例包括咔唑衍生物[式(5)]、苯並咪唑衍生物[式(8)]、吡啶基苯基衍生物[式(9)]、聯吡啶衍生物[式(10)]和吡唑衍生物[式(11)]。較佳的材料為其中在HOMO與LUMO之間的能隙比電子傳輸層26D大的材料，典型的能隙值為2.8至3.5。
有機EL顯示裝置2係根據圖7中所示之流程圖製造。此流程圖與第一個具體例之該圖的差別在於將稍後述及之用於形成電洞阻擋層26F的步驟S201插入步驟S106與步驟S107之間。
(形成電洞阻擋層26F的步驟)
在步驟S201中，電洞阻擋層26F(作為共用層)係藉由蒸發沉積而從上述的低分子量材料形成於事先已形成的紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB的整個表面上。
電洞阻擋層26F係形成於沒有配置任何光罩的整個表面上，如在第一個具體例中所形成之電子傳輸層16D、電子注入層16E、上電極17及保護層30之例子中。而且，其較佳地應在相同的膜形成裝置中連續形成，使得其在製造期間不暴露於空氣中，如在第一個具體例中的層16D、16E、17及30之例子中。因此，有機層26免遭受氛圍中的水蒸氣劣化。
第二個具體例優於第一個具體例，由以下解釋的其額外效果予以證明。亦即有機EL顯示裝置2具有電洞阻擋層26F，其係從在HOMO能階與LUMO能階之間具有大能隙的材料形成於個別的發光層26CR、26CG和26CB與電子傳輸層26D之間。此電洞阻擋層26F防止電洞從發光層26CR、26CG和26CB穿透至電子傳輸層26D中，從而增加電洞與電子在發光層26C中再組合的可能性。此導致進一步改進在具有規律排列的有機EL元件20R、20G和20B之彩色有機EL顯示裝置中的發光效率。
(模組及應用實例)
根據前述具體例之有機EL顯示裝置達成在各種電子應用中的用途，諸如電視機、數位相機、攝影機、筆記型個人電腦及行動電話，該等裝置意欲顯示從外部進入或內部產生的視訊信號所得之影像或視訊。
(模組)
根據前述具體例之有機EL顯示裝置以如圖8中所示之模組使用，且將其內建至各種如稍後述及之應用實例1至5中所列舉之電子機器及設備中。此模組之區域210的一面從保護層30及密封基板40暴露出。此暴露區域容許從信號線驅動電路120及掃描線驅動電路130佈線，以延伸至外部連接端子(未圖示)。外部連接端子容許信號經過與其連接的可撓性印刷電路(FPC)220輸入及輸出。
(應用實例1)
圖9為描述應用根據上述具體例之有機EL顯示裝置的電視機之外觀的透視圖。此電視機具有由前面板310及濾光玻璃320所組成的影像顯示單元300。而此視訊影像顯示單元300為關於上述具體例之有機EL顯示裝置。
(應用實例2)
圖10A及10B為描述應用根據上述具體例之有機EL顯示裝置的數位相機之外觀的透視圖。此數位相機具有閃光燈410、螢幕420、選單開關430及快門按鈕440。此螢幕420為關於上述具體例之有機EL顯示裝置。
(應用實例3)
圖11為描述應用根據上述具體例之有機EL顯示裝置的筆記型個人電腦之外觀的透視圖。此筆記型個人電腦係由主機510、鍵盤520及用於影像顯示的螢幕530所組成。此螢幕530為關於上述具體例之有機EL顯示裝置。
(應用實例4)
圖12為描述應用根據上述具體例之有機EL顯示裝置的攝影機之外觀的透視圖。此攝影機係由主機610、附加在主機610正面的成像透鏡620、拍攝開始/停止開關630及螢幕640所組成。此螢幕640為關於上述具體例之有機EL顯示裝置。
(應用實例5)
圖13A至13G為描述應用根據上述具體例之有機EL顯示裝置的行動電話之外觀的圖形。此行動電話係由以鉸鏈730接合在一起的上外殼710和下外殼720所組成。該行動電話具有顯示器740、子顯示器750、圖像燈760及相機770。該顯示器740及子顯示器750為關於上述具體例之有機EL顯示裝置。
(實例1)
此實例係示範在測得25毫米x25毫米之基板11上形成紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B之方法。
基板11為玻璃板(測得25毫米x25毫米)。在步驟S101中，將基板11以適用為下電極14的ITO之透明導電膜(120奈米厚度)塗佈。
在步驟S102中，下分隔壁15A係從無機材料形成(通常為SiO2 )，及上分隔壁15B係從塑膠材料形成(通常為聚醯亞胺、丙烯酸樹脂或酚醛樹脂(novolak))，從而形成分隔壁15。在步驟103中，分隔壁15在電漿裝置中經歷以氟為底質之氣體(通常為CF4 )的電漿處理，使得其表面成為防水性。
在步驟S104中，電洞注入層16AR、16AG和16AB係從ND1501(由Nissan Chemical Industries,Ltd.所製得的聚苯胺)藉由噴嘴塗佈而在其氛圍中形成，以此方式使所得塗佈膜具有15奈米厚度。在塗佈步驟之後，在220℃之熱板上以熱固化30分鐘。
在步驟S105中，電洞注入層16AR、16AG和16AB係藉由噴嘴塗佈而以溶解在1：2(以重量計)之二甲苯與四氫呋喃(THF)的混合溶劑中之以式(1-1)代表的化合物之1重量%溶液塗佈，使得電洞傳輸層16BR、16BG和16BB形成於該等層上。在紅色有機EL元件10R上的電洞傳輸層16BR為50奈米厚度。在綠色有機EL元件10G上的電洞傳輸層16BG為30奈米厚度。在藍色有機EL元件10B上的電洞傳輸層16BB為20奈米厚度。將經塗佈之基板11在減壓下以180℃加熱30分鐘，以蒸發溶劑。
在步驟S106中，紅色有機EL元件10R的電洞傳輸層10BR係以紅色發光層16CR塗佈，該紅色發光層係藉由噴嘴塗佈而從含有銥錯合物之以式(3-1)代表的聚合物材料RPP(用於紅色發光)與例如以式(4-23)代表的低分子量材料的2：1(以重量計)之混合物的溶液或油墨形成，其中該混合物係溶解在二甲苯或具有沸點高於二甲苯的溶劑中。進行此塗佈得到60奈米厚膜。綠色和藍色有機EL元件10G和10B的電洞傳輸層16BG和16BB亦各自以綠色和藍色發光層16CG和16CB塗佈，該等發光層中之每一者係從以式(3-2)代表的聚合物材料GPP(用於綠色發光)或以式(3-3)代表的聚合物材料BPP(用於藍色發光)與例如以式(4-23)代表的低分子量材料的2：1(以重量計)之混合物的溶液或油墨形成，其中該混合物係溶解在二甲苯或具有沸點高於二甲苯的溶劑中。進行此塗佈得到50奈米厚膜。在此塗佈法之後，在減壓下以130℃加熱30分鐘，以蒸發溶劑。
接著將基板11配置在真空沉積設備中，藉由蒸氣沉積而形成電子傳輸層16D及在該層上的額外層。
在步驟S107中，紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB係以電子傳輸層16D(15奈米厚度)塗佈，該電子傳輸層係藉由真空沉積而從例如以式(8-17)代表的有機材料形成。在步驟S108中，電子注入層16E(0.3奈米厚度)係藉由蒸氣沉積而從LiF形成。在步驟S109中，上電極17(100奈米厚度)係從鋁形成。最後，將上電極17以保護層30(3微米厚度)覆蓋，該保護層係藉由CVD而從SiN形成，及接著將整個表面以環氧樹脂密封。將因此獲得的紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B組合得到全彩有機EL顯示裝置(實例1-1至1-10)。在比較例1-1至1-3中，有機EL顯示裝置係與上述相同的方式製造，除了發光層16CR、16CG和16CB未併入低分子量材料以外。
(實例2)
此實例係示範在測得25毫米x25毫米之基板11上形成紅色、綠色和藍色有機EL發光元件20R、20G和20B之方法。
基板11為玻璃板(測得25毫米x25毫米)。在步驟S101中，將基板11以適用為下電極14的ITO之透明導電膜(120奈米厚度)塗佈。
在步驟S102中，下分隔壁15A係從無機材料形成(通常為SiO2 )，及上分隔壁15B係從塑膠材料形成(通常為聚醯亞胺、丙烯酸樹脂或酚醛樹脂)，從而形成分隔壁15。在步驟103中，分隔壁15在電漿裝置中經歷以氟為底質之氣體(通常為CF4 )的電漿處理，使得其表面成為防水性。
在步驟S104中，電洞注入層26AR、26AG和26AB係從ND1501(由Nissan Chemical Industries,Ltd.所製得的聚苯胺)藉由噴嘴塗佈而在其氛圍中形成，以此方式使所得塗佈膜具有15奈米厚度。在塗佈步驟之後，在220℃之熱板上以熱固化30分鐘。
在步驟S105中，電洞注入層26AR、26AG和26AB係藉由噴嘴塗佈而以溶解在1：2(以重量計)之二甲苯與四氫呋喃(THF)的混合溶劑中之以式(1-1)代表的化合物之1重量%溶液塗佈，使得電洞傳輸層26BR、26BG和26BB形成於該等層上。在紅色有機EL元件20R上的電洞傳輸層26BR為50奈米厚度。在綠色有機EL元件20G上的電洞傳輸層26BG為30奈米厚度。在藍色有機EL元件20B上的電洞傳輸層26BB為20奈米厚度。將經塗佈之基板11在減壓下以180℃加熱30分鐘，以蒸發溶劑。
在步驟S106中，將紅色有機EL元件20R電洞傳輸層20BR係以紅色發光層26CR塗佈，該紅色發光層係藉由噴嘴塗佈而從含有銥錯合物之以式(3-1)代表的聚合物材料RPP(用於紅色發光)與例如以式(4-13)代表的低分子量材料的2：1(以重量計)之混合物的溶液或油墨形成，其中該混合物係溶解在二甲苯或具有沸點高於二甲苯的溶劑中。進行此塗佈得到60奈米厚膜。綠色和藍色有機EL元件20G和20B的電洞傳輸層26BG和26BB亦各自以綠色和藍色發光層26CG和26CB塗佈，該等發光層中之每一者係從以式(3-2)代表的聚合物材料GPP(用於綠色發光)或以式(3-3)代表的聚合物材料BPP(用於藍色發光)與例如以式(4-13)代表的低分子量材料的2：1(以重量計)之混合物的溶液或油墨形成，其中該混合物係溶解在二甲苯或具有沸點高於二甲苯的溶劑中。進行此塗佈得到50奈米厚膜。在此塗佈法之後，在減壓下以130℃加熱30分鐘，以蒸發溶劑。
接著將基板11配置在真空沉積設備中，藉由蒸氣沉積而形成電洞阻擋層26F及在該層上的額外層。
在步驟S201中，電洞阻擋層26F(10奈米厚度)係藉由真空沉積而從以式(13)代表的BCP(其為啡啉衍生物或2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉)形成。在步驟107中，電洞阻擋層26F係以電子傳輸層26D(15奈米厚度)塗佈，該電子傳輸層係藉由真空沉積而從以式(7-17)代表的有機材料形成。在步驟S108中，電子注入層26E(0.3奈米厚度)係藉由蒸氣沉積而從LiF形成。在步驟S109中，上電極17(100奈米厚度)係從鋁形成。最後，將上電極以保護層30(3微米厚度)覆蓋，該保護層係藉由CVD而從SiN形成，及接著將整個表面以環氧樹脂密封。將因此獲得的紅色、綠色和藍色有機EL元件20R、20G和20B組合得到全彩有機EL顯示裝置(實例2-1)。
將實例1及2中各自製造的有機EL顯示裝置1及2以用於10 mA/cm2 之電流密度的定電流之驅動電壓(V)、發光效率(cd/A)及色度座標(x,y)測試紅色、綠色和藍色有機EL元件10R、10G和10B及紅色、綠色和藍色有機EL元件20R、20G和20B的性能。亦測試該等裝置在20 mA/cm2 之電流密度下DC(直流)驅動之後的一半亮度壽命(h)。附帶地，前述試驗係在23±0.5℃下進行。
表1顯示在實例1-1至1-10和2及比較例1-1至1-3中之各層的組成物。表2顯示在實例1-1至1-10和2及比較例1-1至1-3中之測量結果。
以下為表2的註解。在比較例1-1中之樣品為相關先前技藝之有機EL元件，其具有只從聚合物材料所形成之發光層且不具有電子傳輸層，而在比較例1-2中之樣品具有從Alq3所形成之電子傳輸層。結果後者具有比前者還更差的發光效率和壽命。就此可能的原因為從上電極注入發光層中的電子不足。因為考慮到比較例1-2的結果，所以在比較例1-3中之樣品具有從能夠有效注入電子之以式(8-17)代表的材料代替Alq3而形成的電子傳輸層。結果改進了發光效率和壽命。然而，其仍比在比較例1-1中的樣品更差，因為其電子傳輸層完全未產生功效。
與比較例1-1中之樣品比較，在實例1-1至1-10中之樣品大為改進發光效率和壽命。此結果係由於將低分子量材料併入從聚合物材料所形成用於個別顏色的發光層16CR、16CG和16CB中之事實。低分子量材料降低從電子傳輸層16D(從低分子量材料所形成)注入電子至用於個別顏色的發光層16CR、16CG和16CB中之阻擋。額外的效果為減低驅動電壓。
而且，在具有電洞阻擋層26F的實例2中之樣品達成改進的發光效率和壽命(超過比較例1-1中之樣品的效率和壽命長度的2倍)。
上述效果不僅由實例1-1至1-10和實例2中所使用之低分子量材料產生，且亦由以式(4-1)至(12-29)代表的其他低分子量材料產生。附帶地，在實例1-1至1-10和實例2中，使用噴嘴塗佈法形成電洞注入層16AR、16AG、16AB、26AR、26AG、26AB，電洞傳輸層16BR、16BG、16BB、26BR、26BG、26BB，及發光層16CR、16CG、16CB、26CR、26CG、26CB；然而，此塗佈法可以噴墨塗佈法、旋轉塗佈法、狹縫塗佈法、平版印刷法、快乾印刷法、凹版印刷法及活版印刷法中任一者代替。經過細光罩噴霧有機EL材料的噴墨塗佈法為形成有機EL顯示裝置的另一方式，其產生與前述實例中之樣品相同的效果。
本發明已以第一和第二個具體例及實例方式說明於上，不想以該等限制本發明的範圍。本發明將進行各種在其範圍內的改變及修改。
上述的個別層不受材料、厚度、形成方法及形成條件的限制。可使用任何其他材料、厚度、形成方法及形成條件。
在前述具體例及實例中，電子注入效率的改進係藉由添加低分子量材料至紅色、綠色和藍色發光層26CR、26CG和26CB中而達成。然而，相同的效果可藉由在發光層26CR、26CG和26CB中之每一者與電子傳輸層16D之間提供電洞阻擋層26F來代替添加低分子量材料而得到。
雖然有機EL元件10R、10G和10B(或20R、20G和20B)的結構明確地說明在前述具體例及實例中，但是該等元件未必需要所有述及的層且該等元件可具有額外的層。例如，發光層16C(或26C)可藉由塗佈而直接形成於電洞注入層16A(或26A)上，沒有電洞傳輸層16B(或26B)形成於該等層之間。
在前述具體例及實例中，使用塗佈方法形成用於彼等對應之有機EL元件10R、10G和10B(或20R、20G和20B)的紅色、綠色和藍色發光層16CR、16CG和16CB(或26CR、26CG和26CB)。此方法可經修改使得作為共用層的藍色發光層16CB(或26CB)係藉由蒸發沉積而形成於紅色發光層16CR(或26CR)、綠色發光層16CG(或26CG)和藍色電洞傳輸層16BB(或26BB)的整個表面上。
而且，在前述具體例及實例中，電子傳輸層16D(或26D)為從一種材料所形成之單一層。然而，其可為從二或多種不同的材料所形成之複合層或從不同的材料所形成之層合層。另外，前述具體例及實例意欲顯示配備有紅色、綠色和藍色有機EL元件的顯示裝置。然而，本發明可應用於包括藍色有機EL元件和黃色有機EL元件的顯示裝置。亦可應用於發白色的有機EL元件。發光的顏色未受到限制。
而且，前述具體例及實例意欲顯示主動矩陣類型的顯示裝置。然而，本發明亦可應用於被動矩陣類型的任何顯示裝置。另外，用於主動矩陣的像素驅動電路可具有除了前述具體例及實例中所述之結構以外的任何其他結構。可根據要求而具有額外的電容器元件及電晶體。在此例子中，像素驅動電路的修改可能需要用於上述信號線驅動電路120及掃描線驅動電路130之額外的驅動電路。
本申請案含有與在2010年11月5日在日本專利局申請之日本優先權專利申請案JP 2010-249205中所揭示之相關主題，將其整個內容特此併入本文以供參考。
1,2．．．有機EL顯示裝置
11．．．基板
10R,20R．．．紅色有機EL元件
10G,20G．．．綠色有機EL元件
10B,20B．．．藍色有機EL元件
110．．．顯示區域
120．．．信號線驅動電路
120A．．．信號線
130．．．掃描線驅動電路
130A．．．掃描線
140．．．像素驅動電路
GND．．．第二電源線
Vcc．．．第一電源線
Tr1．．．驅動電晶體
Tr2．．．寫入電晶體
Cs．．．電容器
Id．．．驅動電流
14．．．下電極
15．．．分隔壁
15A．．．下分隔壁
15B．．．上分隔壁
16,26．．．有機層
16AR,26AR．．．用於紅色有機EL元件的電洞注入層
16AG,26AG．．．用於綠色有機EL元件的電洞注入層
16AB,26AB．．．用於藍色有機EL元件的電洞注入層
16BR,26BR．．．用於紅色有機EL元件的電洞傳輸層
16BG,26BG．．．用於綠色有機EL元件的電洞傳輸層
16BB,26BB．．．用於藍色有機EL元件的電洞傳輸層
16CR,26CR．．．紅色發光層
16CG,26CG．．．綠色發光層
16CB,26CB．．．藍色發光層
16D,26D．．．電子傳輸層
16E,26E．．．電子注入層
17．．．上電極
30．．．保護層
40．．．密封基板
26F．．．電洞阻擋層
210．．．暴露區域
220．．．可撓性印刷電路(FPC)
300．．．影像顯示單元
310．．．前面板
320．．．濾光玻璃
410．．．閃光燈
420,530,640．．．螢幕
430．．．選單開關
440．．．快門按鈕
510,610．．．主機
520．．．鍵盤
620．．．成像透鏡
630．．．開始/停止開關
710．．．上外殼
720．．．下外殼
730．．．鉸鏈
740．．．顯示器
750．．．子顯示器
760．．．圖像燈
770．．．相機
圖1為描述根據本發明第一個具體例之有機EL顯示裝置的結構之圖形；
圖2為描述圖1中所示之像素驅動電路的一個實例之圖形；
圖3為顯示圖1中所示之顯示區域的結構之剖視圖；
圖4為例證用於製造圖1中所示之有機EL顯示裝置的方法之流程圖；
圖5A至5G為依序呈現圖4中所示之製造方法的步驟之剖視圖；
圖6為描述根據本發明第二個具體例之有機EL顯示裝置的結構區段之圖形；
圖7為例證用於製造圖6中所示之有機EL顯示裝置的方法之流程圖；
圖8為描述含有根據上述具體例之顯示裝置的模組之平面示意圖；
圖9為描述作為根據上述具體例之顯示裝置的第一個應用實例之裝置的外觀之透視圖；
圖10A為描述作為第二個應用實例之裝置的前外觀之透視圖；及圖10B為描述作為第二個應用實例之裝置的後外觀之透視圖；
圖11為描述作為第三個應用實例之裝置的外觀之透視圖；
圖12為描述作為第四個應用實例之裝置的外觀之透視圖；及
圖13A至13G為描述作為第五個應用實例之裝置的外觀之圖形，以圖13A為掀開狀態的前視圖；圖13B為掀開狀態的前視圖；圖13C為閉合狀態的前視圖；圖13D為左側視圖；圖13E為右側視圖；圖13F為俯視圖；及圖13G為仰視圖。
1．．．有機EL顯示裝置
11．．．基板
10R．．．紅色有機EL元件
10G．．．綠色有機EL元件
10B．．．藍色有機EL元件
14．．．下電極
15．．．分隔壁
15A．．．下分隔壁
15B．．．上分隔壁
16．．．有機層
16AR．．．用於紅色有機EL元件的電洞注入層
16AG．．．用於綠色有機EL元件的電洞注入層
16AB．．．用於藍色有機EL元件的電洞注入層
16BR．．．用於紅色有機EL元件的電洞傳輸層
16BG．．．用於綠色有機EL元件的電洞傳輸層
16BB．．．用於藍色有機EL元件的電洞傳輸層
16CR．．．紅色發光層
16CG．．．綠色發光層
16CB．．．藍色發光層
16D．．．電子傳輸層
16E．．．電子注入層
17．．．上電極
30．．．保護層
40．．．密封基板

Claims (19)

  1. 一種有機電致發光顯示裝置，其包含：基板；形成於該基板上的用於複數個有機電致發光元件中之每一者的複數個下電極；能夠注入電洞或傳輸電洞的複數個電洞注入/傳輸層，其係形成於用於該有機電致發光元件中之每一者的該下電極上；含有低分子量材料的複數個有機發光層，其係形成於用於該有機電致發光元件中之每一者的該電洞注入/傳輸層上；能夠注入電子或傳輸電子的電子注入/傳輸層，其係形成於該有機發光層的整個表面上；及形成於該電子注入/傳輸層上的上電極。
  2. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其進一步包含：能夠阻擋電洞的電洞阻擋層，其係形成於該有機發光層與該電子注入/傳輸層之間。
  3. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該有機發光層含有該低分子量材料與聚合物材料，且該低分子量材料為具有分子量不低於300且不高於10,000之化合物。
  4. 根據申請專利範圍第3項之有機電致發光顯示裝置，其中在該有機發光層中所含有的該聚合物材料及該低分子量材料具有各自的分子量，且前者對後者之比值不低於10。
  5. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該低分子量材料為以下式(1)代表的化合物： 其中A1至A3各自代表芳香族烴基、雜環基或其衍生物。
  6. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該低分子量材料為以下式(2)代表的化合物(排除以式(1)代表的化合物)： 其中Z代表含氮之烴基或其衍生物；L1代表從1至4個接合在一起的芳香族環所形成之二價基團或其衍生物；及A4和A5各自代表芳香族烴基或芳香族雜環基或其衍生物，其先決條件係A4和A5可在彼等接合在一起時形成環狀結構。
  7. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該低分子量材料為以下式(3)代表的化合物(排除以式(1)代表的化合物)： 其中L2代表從2至6個接合在一起的芳香族環所形成之二價基團、或其衍生物；及A6至A9各自代表芳香族烴基、或雜環基、或從1至10個接合在一起的其衍生物所形成之基團。
  8. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該低分子量材料為以下式(4)代表的化合物： 其中R24至R29各自代表氫原子、鹵素原子、羥基、氰基、硝基、具有碳原子數不超過20的含羰基之基團、具有羰酯基、烷基、烯基或烷氧基之基團或其衍生物、具有碳原子數不超過30的含矽烷基之基團、具有芳基之基團、具有雜環基之基團、或具有胺基之基團、或其衍生物。
  9. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該低分子量材料為以下式(5)代表的化合物： 其中A10代表氫原子、鹵素原子、C1-20 烷基、具有從3至40個芳香族環的縮合反應所形成之多環芳香族烴基的C6-60 烴基、或含氮之雜環基、或其衍生物；B代表單鍵、或二價芳香族環狀基團、或其衍生物；及R7和R8各自獨立代表氫原子、鹵素原子、C1-20 烷基、C6-60 芳香族烴基、含氮之雜環基、或C1-20 烷氧基、或其衍生物。
  10. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該低分子量材料為以下式(6)代表的化合物： 其中A11代表從2至5個芳香族環的縮合反應所形成之n-價基團，通常為從3個芳香族環的縮合反應所形成之n-價稠苯(acene)芳香族環、或其衍生物；R9至R14各自獨立代表氫原子、鹵素原子、或與A11或R15至R19中之任一者鍵結之自由價；R15至R19各自獨立代表氫原子、鹵素原子、或與R9至R14中之任一者鍵結之自由價；及n為2或更大的整數，並且n個吡啶基苯基係相同或不同。
  11. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該低分子量材料為以下式(7)代表的化合物： 其中A12代表從2至5個芳香族環的縮合反應所形成之m-價基團，通常為從3個芳香族環的縮合反應所形成之m-價稠苯芳香族環、或其衍生物；R20至R24各自獨立代表氫原子、鹵素原子、或與A12或R25至R29中之任一者鍵結之自由價；R25至R29各自獨立代表氫原子、鹵素原子或與R20至R24中之任一者鍵結之自由價；及m為2或更大的整數，並且m個聯吡啶基係相同或不同。
  12. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該低分子量材料為以下式(8)代表的化合物： 其中R30至R32各自代表氫原子、從1至3個芳香族環的縮合反應所形成之芳香族烴基或其衍生物、從1至3個各自具有C1-6 烴基之芳香族環的縮合反應所形成之芳香族烴基或其衍生物、或從1至3個各自具有C6-12 芳香族烴基之芳香族環的縮合反應所形成之芳香族烴基或其衍生物。
  13. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該低分子量材料為一種含有選自鈹(Be)，硼(B)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、鎂(Mg)，金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鋁(Al)、釓(Ga)、釔(Y)、鈧(Sc)、釕(Ru)、銠(Rh)、鋨(Os)及銥(Ir)之物質作為能夠形成錯合物之金屬元素的材料。
  14. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該電洞阻擋層係從具有不低於1.0x10-6 cm2 /Vs且不超過1.0x10-1 cm2 /Vs之電子遷移率的化合物所形成。
  15. 根據申請專利範圍第2項之有機電致發光顯示裝置，其中該電洞阻擋層在最高佔據分子軌道與最低未佔據分子軌道之間具有不低於3.0且不高於3.8之能隙。
  16. 根據申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，其中該有機電致發光元件為紅色有機電致發光元件、綠色有機電致發光元件、藍色有機電致發光元件、黃色有機電致發光元件及白色有機電致發光元件中之一者。
  17. 一種製造有機電致發光顯示裝置之方法，其包含：在基板上形成用於個別的有機電致發光元件之下電極；藉由塗佈方法在用於該個別的有機電致發光元件之該下電極上形成電洞注入/傳輸層，該電洞注入/傳輸層能夠注入電洞或傳輸電洞；藉由塗佈方法在用於該個別的有機電致發光元件之該電洞注入/傳輸層上形成含有低分子量材料的有機發光層；藉由蒸氣沉積方法在該有機發光層的整個表面上形成電子注入/傳輸層，該電子注入/傳輸層能夠注入電子或傳輸電子；及在該電子注入/傳輸層的整個表面上形成上電極。
  18. 根據申請專利範圍第17項之用於製造有機電致發光顯示裝置之方法，其進一步包含：形成能夠在該有機發光層與該電子注入/傳輸層之間阻擋電洞的電洞阻擋層。
  19. 根據申請專利範圍第17項之用於製造有機電致發光顯示裝置之方法，其使用塗佈、印刷或噴霧作為該施用方法。
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